L’étude ciblait le sud-est de Madagascar, dans la région de l’Anosy. Cette région, comme le reste de Madagascar, fait face à une dégradation écologique alarmante menaçant sa riche biodiversité. QMM, une filiale de Rio Tinto, y a démarré un important projet d’exploitation minière en 2009. La compagnie a pris plusieurs engagements sociaux et de réhabilitation écologique des sites après exploition.L’exploitation minière requiert la coupe à blanc du couvert végétal ainsi que la perturbation de la mycorhizosphère du sol pour aller chercher les minéraux jusqu’à une profondeur de vingt mètres. Étant donné le rôle des symbioses racinaires dans l’établissement des plants, ces outils biologiques devraient être partie intégrante des pratiques améliorées de réhabilitation. L’objectif du projet était donc de tester différents symbiotes racinaires (mycorhize arbusculaire, Glomus irregulare) et des bactéries fixatrices d’azote, Bradyrhizobium sp.) sur Mimosa latispinosa, une espèce d’arbuste native de la région, pionnière et fixatrice d’azote. Glomus irregulare et deux souches malgaches de Bradyrhizobium spp. (STM1415 et STM1447) ont été inoculés seuls ou en combinaison sur M. latispinosa en pépinière près du site minier. Quatre mois après l’inoculation, il n’y a pas eu un effet significatif des souches symbiotiques sur la croissance de la plante, quoiqu’une bonne colonisation ait été observée. La stérilisation du sol engendre toutefois un effet positif sur la croissance des plantes. G. irregulare et deux souches de Bradyrhizobium spp. (STM1413 et STM1415) ont également été testés sur M. latispinosa en serre au Centre National de Recherche en Environnement (CNRE) de Madagascar à Antananarivo. Ces essais ont montré que G. irregulare seul est inefficace pour stimuler la croissance de la plante, mais que l’inoculation double avec Bradyrhizobium spp. augmente significativement sa croissance. Les deux souches testées, STM1413 et STM1415, se sont montrées efficaces pour stimuler la croissance de M. latispinosa en serre. Les conditions pédologiques légèrement différentes en serre ne permettent toutefois pas de comparer les résultats aux conditions de la pépinière. / This study focused on the south-east part of Madagascar, the Anosy region. This region, as elsewhere in Madagascar, is subject to an alarming ecological degradation which is threatening its abundant biodiversity. QMM, a Rio Tinto subsidiary, started in 2009 an important mining project in this region. The company committed itself to social responsibility activities and environmental rehabilitation of the mined site. Indeed, the mining operations imply the clearcutting of the land and the disturbance of the mycorhizosphere in order to extract the minerals found at a depth of twenty meters. Considering the key role of root symbioses in the establishment of plants, these biotools should integrated parts in enhanced reclamation practices. The aim of the project was to test different symbiotic stains (arbuscular mycorrhiza, Glomus irregulare and indigenous rhizobial bacterias, Bradyrhizobium spp.) on Mimosa latispinosa, a native, pioneer and nitrogen fixing shrub. Glomus irregulare and two Malagasy strains of Bradyrhizobium spp. (STM1415 & STM1447) were inoculated alone or in combination on M. Latispinosa in nursery, located close to the mining site. Four months after inoculation, it appeared that none of the symbiotic strain had a significant effect on the plant growth, even if there was a good colonization. However, the soil sterilization produced a positive effect on the plant growth. G. irregulare and two strains of Bradyrhizobium spp. (STM1413 and STM1415) were also tested on M. latispinosa in glasshouse at the headquarter of the National Center for Environmental Research of Madagascar, located at Antananarivo. These trials showed that G. irregulare inoculated alone was ineffective for the plant growth increment, but that dual inoculation increased growth significantly. Both rhizobial strains tested, STM1413 and STM1415, were effective to stimulate the growth of M. Latispinosa in glasshouse. However, the soil conditions were slightly different in the glasshouse, making it difficult to compare the results with the nursery conditions.

Au cours des dernières années, nous avons constaté une augmentation du volume d’information sous la forme de flux de données. Cette augmentation rend le traitement de ces flux par des méthodes traditionnelles non performant, voire impossible. De plus, la mise à jour rapide des informations suscite un intérêt grandissant pour leurs traitements en temps réel afin d’en tirer une plus grande valeur. Ces données massives étant souvent géoréférencées, il devient donc pertinent d’offrir des méthodes permettant d’effectuer des traitements spatiaux sur ces flux massifs de données. Cependant, le sujet des traitements spatiaux dans un contexte de flux massifs a très peu été abordé dans la recherche scientifique. Les études qui ont été faites traitaient toujours de flux massif de données en relation avec des données persistantes. Aucune recherche ne portait sur des traitements spatiaux ayant plusieurs flux massifs de données spatiales. La problématique est de déterminer des méthodes de traitements pour des opérateurs spatiaux dont les paramètres sont issus de flux massifs de données spatiales. Notre objectif général consiste à explorer les caractéristiques permettant l’élaboration de tels traitements et d’offrir des pistes de solution. Nos travaux de recherche ont fait ressortir les facteurs influençant l’adaptation des traitements spatiaux dans un contexte de traitement en parallèle de flux massif de données. Nous avons déterminé que les méthodes d’adaptation peuvent se décliner en classes sur la base des caractéristiques de l’opérateur spatial, mais aussi sur la nature des données et la façon dont elles sont rendues disponibles. Nous avons proposé des méthodes générales de traitement pour chacune des classes identifiées afin de guider les stratégies d’adaptations. Pour la classe dont le traitement d’opérateur binaire possède des opérandes issus de flux massifs, nous avons détaillé une méthode d’adaptation permettant l’utilisation d’opérateurs spatiaux. Afin de tester l’efficacité et la validité de la méthode proposée, nous avons appliqué cette méthode à un opérateur relationnel d’intersection et un opérateur d’analyse de proximité, soit les "k" plus proches voisins. Ces tests ont permis de vérifier la validité et de quantifier l’efficacité des méthodes proposée par rapport à l’évolution, ou scalabilité, horizontale du système (ajout du nombre de cœurs). Nos tests ont aussi permis de quantifier l’effet de la variation du niveau de partitionnement sur les performances du débit de traitement. Notre contribution permettra, nous l’espérons, de servir de point de départ pour l’adaptation d’opérateurs spatiaux plus complexes. / In recent years we have witnessed a significant volume increase of data streams. The traditional way of processing this information is rendered inefficient or even impossible by this high volume of data. There is an increase in the interest of real time data processing in order to derive greater value of the data. Since those data are often georeferenced, it becomes relevant to offer methods that enable spatial processing on big data streams. However, the subject of spatial processing in a context of Big Data stream has seldom been discussed in scientific research. All the studies that have been done so far involve persistent data and none of them deals with the case where two Big Data streams are in relation. The problem is therefore to determine how to adapt the processing of spatial operators when their parameters derive from two Big Spatial Data stream. Our general objective is to explore the characteristics that allow the development of such analysis and to offer potential solutions. Our research has highlighted the factors influencing the adaptation of spatial processing in a context of Big Data stream. We have determined that adaptation methods can be categorized in different categories according to the characteristics of the spatial operator but also on the characteristics of the data itself and how it is made available. We proposed general methods of spatial processing for each category in order to guide adaptation strategies. For one of these categories, where a binary operator has both operands coming from Big Data stream, we have detailed a method allowing the use of spatial operators. In order to test the effectiveness and validity of the proposed method, we applied this method to an intersection operator and to a proximity analysis operator, the "k" nearest neighbors. These tests made it possible to check the validity and to quantify the effectiveness of the proposed methods in relation to the system evolution or scalability, i.e. increasing the number of processing cores. Our tests also made it possible to quantify the effect of the variation of the partitioning level on the performances of the treatment flow. Our contribution will, hopefully, serves as a starting point for more complex spatial operator adaptation.

En raison de plusieurs décennies de coupes d’écrémage, on estime qu’actuellement, 2,3 % du domaine bioclimatique de la sapinière à bouleau jaune du Québec se compose de bétulaies jaunes résineuses dégradées. Cette étude teste certaines modalités de scarifiage permettant l’installation du bouleau jaune dans ce type de peuplements dégradées. Le patron de scarifiage retenu pour favoriser la régénération consistait à créer à l’aide d’une pelle excavatrice, des placeaux de 1 mètre et 2 mètres de largeur. Les débris accumulés au bas des placeaux ont également permis de créer un monticule. Les résultats démontrent un effet positif du scarifiage par placeaux et monticule sur l’installation de la régénération. L’exposition du sol minéral dans les placeaux permet l’installation du bouleau jaune tout créant des conditions de lumière adéquates. Il s’avère cependant que la fertilité à l’intérieur des placeaux est moindre que sur le monticule et le sol non perturbé, ce qui pourrait affecter le développement de la régénération. / Due to several decades of highgrading practices, it is estimated that 2,3 % of the overall area of the balsam fir – yellow birch eco-climatic domain is now composed of degraded stands. This study tested some scarification patterns to favour the installation of yellow birch seedling in those deteriorated stands. Mineral soil pockets, one and two meters wide have been made by an excavator. Displaced mineral soil and organic debris removed from pockets were pushed aside to form a mound. Results demonstrated positive effects of the scarification technique. An abundant seedling installation and optimum available light conditions have been measured within the pockets. However, poorer soil fertility in the pockets compared to mounds and undisturbed seedbeds could cause a delay in the seedlings growth.

Dans un premier temps, nous avons réalisé une analyse financière de la populiculture spécifique au contexte québécois. Par la suite, nous avons évalué la perception des professionnels du milieu forestier par rapport à cette sylviculture avant et après les avoir renseignés sur les aspects financiers de la populiculture. L'évaluation financière de 18 scénarios sylvicoles en populiculture fût réalisée en se basant sur une échelle de coûts réels fournie par des populiculteurs québécois. Une analyse de sensibilité des différents intrants nous a permis d'établir une fenêtre optimale de rentabilité pour la populiculture. Il s'avère que le prix du bois et les subventions accordées aux traitements sylvicoles sont les deux facteurs prépondérants dans la rentabilité de cette culture. La discordance des opinions quant à la populiculture nous a amené à étudier la perception qu'entretiennent les professionnels forestiers face à ce type de sylviculture. Contrairement à l'hypothèse de départ, la présentation de données financières n'a pas permis d'obtenir un consensus sur la question de la populiculture, mais a plutôt contribué à polariser davantage les opinions. Les partisans invoquant son rendement sylvicole et les détracteurs alléguant la faible valeur de la fibre créée en contraste avec l'intensité de la sylviculture que la populiculture requiert.

La présente recherche a eu pour but principal d’évaluer l’effet de l’usinage de finition du bois d’épinette noire en fonction de la qualité de surface et la performance d’une colle d’acétate de polyvinyle et d’un revêtement de finition aqueux, deux types de produits typiquemment utilisés dans la fabrication de produits d’apparence à usage intérieur. Dans un premier volet, on a évalué la qualité de surface et la résistance au cisaillement à la ligne de colle d’échantillons poncés, rabotés en coupe oblique et en coupe périphérique droite et fraisés. Les quatre procédés ont généré des surfaces ayant des rugosités et des résistances au cisaillement semblables avant et après un vieillissement accéléré. Il en ressortit que le bois d’épinette noire est relativement facile à coller. Seule la pénétration de la colle d’acétate de polyvinyle et la fibrillation des surfaces ont été quand même affectées par les types d’usinage. Dans un second volet, on a optimisé certains paramètres de cinq procédés d’usinage, soit le ponçage, la coupe oblique, le fraisage et les coupes périphériques droite et hélicoïdale en fonction de la qualité de surface et de l’adhésion d’un vernis en phase aqueuse. L’étude des quatre procédés de rabotage avait également pour objectif d’évaluer leur potentiel quant au remplacement du ponçage. Le ponçage fait suivant un programme P100-150-grain, à une vitesse d’avance de 17 m/min a permis d’obtenir une faible rugosité ainsi qu’une mouillabilité et une adhésion élevées suite au traitement de vieillissement accéléré. Le fraisage a induit une rugosité et une mouillabilité supérieures à celles des autres procédés d’usinage. Cependant, la pénétration plus importante du vernis et le plus grand niveau de fibrillation ont réduit l’épaisseur de la couche de vernis sur la surfaces. L’effet protecteur du vernis a donc été réduit durant le vieillissement accéléré, ce qui a diminué son adhésion. De leur côté, la coupe oblique avec un angle oblique de 35°, la coupe hélicoïdale avec une onde d’usinage de 1,43 mm et la coupe périphérique droite avec un angle d’attaque de 10 ou 20° ont généré des surfaces ayant une rugosité et une mouillabilité intermédiaires, mais une adhésion du vernis similaire à celle des échantillons poncés. Ces trois procédés ont donc montré être de bonnes alternatives pour faire face aux aspects nuisibles de l’utilisation du ponçage. / The main objective of this research project was to evaluate the effect of surfacing processes in black spruce wood in relation to surface quality and performance of poly (vynil acetate) glue and water-based coating. First, oblique cutting, peripheral planing, face milling and sanding were used prior to gluing with two-component poly (vinyl acetate) glue. The four machining processes produced surfaces having similar surface roughness and glue line shear strength before and after an accelerated aging treatment. Thus, black spruce wood is relatively easy to glue. Only glue penetration, as well as the level of fibrillation, was affected by the machining processes. In the second part of the project, the objective was to optimize cutting parameters of sanding, oblique cutting, helical planing, peripheral planing and face milling for surface quality and coating performance. In addition, the four planing processes were evaluated in order to evaluate their potential to be used as alternatives to sanding. Sanding with a two-stage program (P100-150-grit) at a feed speed of 17 m/min generated low surface roughness and high wettability and pull-off strength after the accelerated aging treatment. On one hand, face milling induced superior surface roughness and wettability when compared with other studied surfacing processes. These samples were also characterized by the most important coating penetration and level of fibrillation. This contributed to reduce the coating layer protecting the samples during the aging treatment. As a consequence, face-milled samples had a significant lower pull-off strength compared with those prepared by the other four machining processes. On the other hand, oblique cutting with an oblique angle fo 35°, helical planing with a wavelength of 1.43 mm and peripheral planing with a 10 or 20° rake angle all produced surfaces with intermediate surface roughness and wetting properties, but coating performance statistically similar to that of sanded samples. As a result, these three planing processes are to be considered as alternatives to the sanding process.

La visualisation 3D de données cadastrales a été exploitée dans de nombreuses études, car elle offre de nouvelles possibilités d’examiner des situations de supervision verticale des propriétés. Les chercheurs actifs dans ce domaine estiment que la visualisation 3D pourrait fournir aux utilisateurs une compréhension plus intuitive d’une situation où des propriétés se superposent, ainsi qu’une plus grande capacité et avec moins d’ambiguïté de montrer des problèmes potentiels de chevauchement des unités de propriété. Cependant, la visualisation 3D est une approche qui apporte de nombreux défis par rapport à la visualisation 2D. Les précédentes recherches effectuées en cadastre 3D, et qui utilisent la visualisation 3D, ont très peu enquêté l’impact du choix des variables visuelles (ex. couleur, style) sur la prise de décision. Dans l’optique d'améliorer la visualisation 3D de données cadastres, cette thèse de doctorat examine l’adéquation du choix des variables visuelles et des techniques de rehaussement associées afin de produire un modèle de condominium 3D optimal, et ce, en fonction de certaines tâches spécifiques de visualisation. Les tâches visées sont celles dédiées à la compréhension dans l’espace 3D des limites de propriété du condominium. En ce sens, ce sont principalement des tâches notariales qui ont été ciblées. De plus, cette thèse va mettre en lumière les différences de l’impact des variables visuelles entre une visualisation 2D et 3D. Cette thèse identifie dans un premier temps un cadre théorique pour l'interprétation des variables visuelles dans le contexte d’une visualisation 3D et de données cadastrales au regard d’une revue de littéraire. Dans un deuxième temps, des expérimentations ont été réalisées afin de mettre à l’épreuve la performance des variables visuelles (ex. couleur, valeur, texture) et des techniques de rehaussement (transparence, annotation, déplacement). Trois approches distinctes ont été utilisées : 1) discussion directe avec des personnes œuvrant en géomatique, 2) entrevue face à face avec des notaires et 3) questionnaire en ligne avec des groupes ciblés. L’utilisabilité mesurée en termes d’efficacité, d’efficience et de degré de satisfaction a servi aux comparaisons des expérimentations. Les principaux résultats de cette recherche sont : 1) Une liste de tâches visuelles notariales utiles à la délimitation des unités de propriété dans le contexte de la visualisation 3D de condominium ; 2) Des recommandations quant à l'adéquation de huit variables visuelles et de trois techniques de rehaussement afin d’optimiser la réalisation d’un certain nombre de tâches notariales ; 3) Une analyse comparative de la performance de ces variables entre une visualisation 2D et 3D. / 3D visualization is being widely used in GIS (geographic information system) and CAD (computer-aided design) applications. It has also been introduced in cadastre studies to better communicate overlaps to the viewer, where the property units vertically stretch over or cover one part of the land parcel. Researchers believe that 3D visualization could provide viewers with a more intuitive perception, and it has the capability to demonstrate overlapping property units in condominiums unambiguously. However, 3D visualization has many challenges compared with 2D visualization. Many cadastre researchers adopted 3D visualization without thoroughly investigating the potential users, the visual tasks for decision-making, and the appropriateness of their representation design. Neither designers nor users may be aware of the risk of producing an inadequate 3D visualization, especially in an era when 3D visualization is relatively novel in the cadastre domain. With a general aim to improve the 3D visualization of cadastre data, this dissertation addresses the design of the 3D cadastre model from a graphics semiotics viewpoint including visual variables and enhancement techniques. The research questions are, firstly, what is the suitability of the visual variables and enhancement techniques in the 3D cadastre model to support the intended users' decision-making goal of delimitating condominium property units, and secondly, what are the perceptual properties of visual variables in 3D visualization compared with 2D visualization? This dissertation firstly identifies the theoretical framework for the interpretation of visual variables in 3D visualization as well as cadastre-related knowledge with literature review. Then, we carry out a preliminary evaluation of the feasibility of visual variables and enhancement techniques in a form of an expert-group review. With the result of the preliminary evaluation, this research then performs the hypothetico-deductive scientific approach to establishing a list of hypotheses to be validated by empirical tests regarding the suitability of visual variables and enhancement techniques in a cartographic representation of property units in condominiums for 3D visualization. The evaluation is based on the usability specification, which contains three measurements: effectiveness, efficiency, and preference. Several empirical tests are conducted with cadastral users in the forms of face-to-face interviews and online questionnaires, followed by statistical analysis. Size, shape, brightness, saturation, hue, orientation, texture, and transparency are the most discussed and used visual variables in existing cartographic research and implementations; thus, these eight visual variables have been involved in the tests. Their perceptual properties exhibited in the empirical test with concrete 3D models in this work are compared with those in a 2D visualization, which is derived from a literature-based synthesis. Three enhancement techniques, including labeling, 3D explosion, and highlighting, are tested as well. There are three main outcomes of this work. First, we established a list of visual tasks adapted to notaries for delimiting property units in the context of 3D visualization of condominium cadastres. Second, we describe the suitability of eight visual variables (Size, Shape, Brightness, Saturation, Hue, Orientation, Texture, and Transparency) of the property units and three enhancement techniques (labeling, 3D explosion and highlighting) in the context of 3D visualisation of condominium property units, based on the usability specification for delimitating visual tasks. For example, brightness only shows good performance in helping users distinguish private and common parts in the context of 3D visualization of property units in condominiums. As well, color hue and saturation are effective and preferable. The third outcome is a statement of the perceptual properties’ differences of visual variables between 3D visualization and 2D visualization. For example, according to Bertin (1983)’s definition, orientation is associative and selective in 2D, yet it does not perform in a 3D visualization. In addition, 3D visualization affects the performance of brightness, making it marginally dissociative and selective.

Les différentes colles utilisées actuellement par l’industrie du meuble au Canada nécessitent des temps de polymérisation constituant un goulot dans la production des meubles et limitant l’atteinte de la production unitaire. Ces adhésifs synthétiques généralement issus de la pétrochimie nécessitent énormément d’énergie lors de leur confection. L’utilisation de connecteurs métalliques ou plastiques, quant à elle, limite les phases de découpage et sablage subséquentes. La présence d’adhésifs et connecteurs, considérés comme une source de contamination tant dans des procédés de valorisation par la filière énergétique que dans les procédés existants de recyclage des produits du bois, limite la recyclabilité du produit rendant sa gestion en fin de vie utile très difficile. L’assemblage de composants en bois par la technique de soudage par friction rotationnelle est une alternative intéressante aux colles et connecteurs métalliques dans l’industrie du meuble. Le soudage du bois permet d’offrir un produit minimisant l’impact environnemental d’une entreprise alors que ce mode d’assemblage ne constitue pas une contrainte à la gestion en fin de vie du produit. La recyclabilité ou revalorisation des assemblages soudés permet d’offrir un produit en mesure de séquestrer du carbone plus longtemps ou encore de ralentir la réémission de celui-ci dans l’atmosphère. Le présent projet de recherche visait à évaluer l’aptitude du soudage par friction rotationnelle pour la fabrication de panneaux lamellés-soudés à usage intérieur. L’objectif était de concevoir des panneaux aussi performants que leur équivalent collé tout en réduisant les coûts de conception en éliminant l’utilisation d’adhésifs synthétiques, conférant du même coup un aspect écologique et durable au produit. Les objectifs spécifiques du projet étaient: de déterminer les paramètres optimaux variables du soudage rotationnel pour deux essences feuillues canadiennes soit l’érable à sucre et le bouleau jaune; de caractériser les propriétés mécaniques des joints soudés ainsi que la stabilité dimensionnelle de panneaux lamellés-soudés; de procéder à la caractérisation de la zone de fusion afin de comprendre les phénomènes physico-chimiques en cause afin de les mettre en relation avec les performances mécaniques des assemblages; d’analyser les émanations volatiles produites lors du soudage afin d’évaluer l’impact environnemental de ce procédé. ii Ce projet de recherche à fait l’objet d’une collaboration avec FPInnovations, EQMBO-Entreprises et le Centre de recherche industrielle du Québec (CRIQ) qui a conçu et assemblé un banc d’essai spécifiquement pour le panneautage par le procédé de soudage rotationnel. Considérant cette collaboration, une tangente industrielle a été donnée à la méthodologie employée afin de répondre aux objectifs des partenaires. Le banc d’essai a d’ailleurs fait l’objet d’ajustements et d’améliorations tout au long du projet en vue de son optimisation pour un transfert de cette technologie en milieu industriel. Le matériel utilisé pour cette étude visait également à refléter la matière première utilisée chez les fabricants de produits d’apparence en bois. Le banc d’essai conçu par le Centre de recherche industrielle du Québec (CRIQ) a permis d’étudier l’effet de différents paramètres sur la qualité de soudage pour l’érable à sucre (Acer saccharum) et le bouleau jaune (Betula alleghaniensis). Les facteurs à l’étude étaient: l’essence (érable à sucre et bouleau jaune), la vitesse de rotation du goujon (1000 tours min-1, 1500 tours min-1 et 2500 tours min-1), la vitesse d’insertion du goujon (12,5 mm s-1, 16,7 mm s-1 et 25,0 mm s-1) et enfin l’angle d’insertion par rapport au fil du bois (insertion tangentielle à 0° par rapport au fil du bois et insertion radiale à 90° par rapport au fil du bois) pour un total de 36 combinaisons de facteurs. Dix répétitions pour chacune des combinaisons ont été effectuées pour un total de 360 soudages. Des essais mécaniques de traction appliqués à la zone de soudage ont permis de connaître les paramètres d’assemblage optimaux pour les deux essences considérées. Des mesures de température effectuées au moyen d’un système d’acquisition munis de thermocouples ont également été effectuées. Les résultats obtenus démontrent une interaction significative entre l’essence, la vitesse de rotation et la vitesse d’insertion. L’érable à sucre a permis de produire les joints soudés ayant les meilleures propriétés mécaniques en traction. Les meilleurs résultats ont été obtenus avec une vitesse rotationnelle de 1000 tours min-1 tant pour l’érable à sucre que le bouleau jaune. Une vitesse d’insertion de 25,0 mm s-1 s’est avérée optimale pour le soudage de l’érable à sucre. Dans le cas du bouleau jaune, une vitesse d’insertion de 16 mm s-1 a permis de produire les joints soudés les plus solides pour cette essence. L’angle d’insertion par rapport au fil du bois n’a pas eu d’effet significatif sur les essais mécaniques en iii traction. L’essence et la vitesse rotationnelle ont eu un effet significatif sur la température maximale à l’interface lors du soudage. Des températures maximales à l’insertion de 244 ˚C et 282 ˚C ont été mesurées pour l’érable à sucre et le bouleau jaune à partir des paramètres des soudages optimaux pour chaque essence, respectivement. Cette étude a également examiné la faisabilité du panneautage pour des applications d’apparence intérieures à partir de la technologie de soudage du bois par friction rotationnelle. Pour chacune des essences étudiées, douze panneaux lamellés-soudés de 30 mm x 225 mm x 300 mm ont été fabriqués. Six panneaux lamellés-collés de mêmes dimensions, assemblés avec une émulsion de type acétate de polyvinyle (PVA), ont été assemblés pour chaque essence étudiée pour fins de comparaison. Des essais de flexion statique en trois points ont été effectués afin d’adresser la performance mécanique des assemblages. Des essais non destructifs sous caisson climatiseur ont également été effectués afin comprendre le comportement d’un panneautage lamellé-soudé sous atmosphère alternativement humide (20 °C et 80 % d’humidité relative) correspondant aux conditions estivales et sec (20 °C et 20 % d’humidité relative) pour des conditions hivernales afin d’observer les déformations ou délaminations possibles pouvant se produire sur les panneautages. Des forces maximales à la rupture en flexion de 1,79 kN et 1,70 kN ont été obtenues pour les panneaux lamellés-soudés de bouleau jaune et d’érable à sucre, respectivement. La fracture se produisait généralement dans la section transversale du goujon. Aucun déplacement des goujons n’a été observé à l’interface de soudage. De la délamination dans les panneautages a été constatée au terme des cycles à atmosphère variable autant pour les constructions soudées que collées. Toutefois, celle-ci n’a pas affecté les propriétés en flexion des panneaux lamellés-soudés. Les résultats confirment le potentiel du soudage par friction rotationnelle pour la production de panneaux lamellés-soudés à partir d’essences feuillues canadiennes. La caractérisation de la ligne de soudage a permis de saisir certains aspects fondamentaux liés au soudage du bois par friction rotationnelle. Grâce aux méthodes de pyrolyse couplée à un chromatographe en phase gazeuse et un spectromètre de masse (Py-GC/MS), de spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier sur un montage de réflexion totale iv atténuée (ATR-FTIR) et de spectrométrie de photoélectrons induits par rayon-X (XPS), il a été possible d’évaluer les changements thermochimiques durant le soudage par friction rotationnelle chez l’érable à sucre et le bouleau jaune. Le matériel ligneux de référence et le matériel à l’interface de soudage de deux pièces de bois, un goujon et un substrat, ont été comparés dans le but d’expliquer les différences de propriétés mécaniques entre les essences. Les émissions volatiles libérées durant le procédé de soudage ont été analysées en reproduisant le traitement thermique par Py-GC/MS de même qu’avec un chromatographe en phase gazeuse avec détection de conductivité thermique et d’ionisation de la flamme (GC/TCD-FID) afin d’analyser les émanations captées lors du soudage. Les résultats démontrent que le procédé thermique lié au soudage du bouleau jaune et de l’érable à sucre dégrade les hémicelluloses et affecte les polymères de la lignine via une dépolymérisation. L’efficacité du procédé de soudage est ainsi directement liée aux propriétés initiales des constituants du bois, essentiellement la lignine et les glucides. Les changements liés à la lignine à l’interface de soudage ont été plus nombreux chez l’érable à sucre que le bouleau jaune corroborant les résultats obtenus lors des essais mécaniques. Les proportions d’émission volatile ont été similaires pour nos deux essences. L’analyse des composés organiques volatils a permis de conclure que les émanations produites lors du soudage sont négligeables et ne présentaient pas de risque pour la santé humaine ou pour l’environnement. / Gluing is a valid and extensively used alternative to paneling in the furniture industry. However, adhesives, which are generally produced by the petrochemical industry, require curing times (up to 24 h) and multiple handling, which limits the production flow and flexibility required for customized production. Moreover, they are generally derived from non-renewable fossil resources, making the end product expensive from both an ecological and economic standpoint. They also pose a recovery problem, as they are considered a source of contamination in biomass energy methods and wooden waste recycling. Wood welding can shortens the production cycle and reduces dependence on the petrochemical industry. By replacing synthetic resins with the intrinsic lignin binders present in lignocellulosic fibre materials, the depletion of fossil resources could be abated. Wood, which is a renewable, CO2 neutral raw material, can play a key role in sustainable development and have a significant impact on responsible residual waste management. This study examines the suitability of wood welding technology for producing composite panels for furniture applications with two Canadian hardwood species, sugar maple (Acer saccharum) and yellow birch (Betula alleghaniensis). The specific objectives of the present study were: to define optimal wood-dowel welding parameters for two North American hardwood species frequently used for indoor appearance products: sugar maple and yellow birch; to produce wood-welded panels made from sugar maple and yellow birch using a specifically designed panelling machine; to assess the flexural properties of the wood-welded panels, considering the required load-bearing capacity for a typical standard panel used for furniture components; to assess the performance of the wood-welded panels at standard moisture conditions and after humidity cycling; to investigate chemical changes occurring at the welding interface; and to determine the gases released during welding under conditions of optimised welding parameters. High-speed rotation-induced mechanical friction wood-dowel welding was performed using a panelling machine specifically designed at the Centre de Recherche Industrielle du Québec. A comparative analysis of wood-dowel welding parameters was performed. The investigated parameters for both species were grain orientation (tangential or radial), vi rotational speed (1000 rpm, 1500 rpm, and 2500 rpm) and insertion speed (12.5 mm s-1, 16.7 mm s-1, and 25.0 mm s-1) for 36 possible combinations. Ten samples were prepared for a total of 360 wood welded specimens. Optimal welding mechanical properties were determined from the dowel withdrawal strength using a standard tensile strength test. Temperature profile measurements at the interface during rotational wood-dowel welding were also carried out. Results revealed a significant interaction between species, rotational speed, and insertion speed. Sugar maple produced wood joints with higher withdrawal strength than yellow birch. The best results for sugar maple and yellow birch were obtained with a rotational speed of 1000 rpm. A 25 mm s-1 insertion speed produced significantly stronger welded joints in sugar maple than at 12.5 mm s-1. For yellow birch, a 16.7 mm s-1 insertion speed provided the best results. Both species and rotational speed had a significant effect on peak temperature at the interface during welding. Peak welding temperatures with optimal parameters were 244˚C and 282˚C for sugar maple and yellow birch, respectively. This study examined the suitability of wood welding technology for producing composite panels for furniture applications with sugar maple and yellow birch. For each species, twelve 30 mm x 225 mm x 300 mm panels were manufactured using a panelling machine specifically designed for rotational wood-dowel welding with optimized parameters. Six edge-glued panels of the same size were manufactured from each species using a non-structural polyvinyl acetate (PVA) adhesive and tested for comparative purposes. The experimental program included three-point bending at 255-mm span and visual inspection of the panels to assess performance at standard moisture conditions and after an aging cycle with variable relative humidity. Cycling conditions were 20 °C and 80% relative humidity (RH) and 20 °C and 20% RH. Wood-welded panel bending properties were not affected by wood species, with average load at break of 1.79 kN and 1.70 kN for yellow birch and sugar maple, respectively. Fractures consistently occurred in the dowels as splintering tension, and no slippage was observed along the welded interface. No distortion was observed in wood-welded panels following humidity cycling. The cycling did not negatively affect the panel’s bending properties. Edge splitting was observed in both wood-welded and glued panels due to wood vii slat shrinkage in response to dry conditions. The results confirm that wood-dowel welding could be suitable for producing panels from certain North American species. Thermochemical changes during wood-dowel welding were investigated. The original reference wood sample and the welded interface between two bonded wood pieces, a dowel and a substrate, were compared to explain differences in mechanical properties between species. Pyrolysis gas chromatography - mass spectrometry (Py-GC/MS), attenuated total reflection Fourier transform infrared spectroscopy (ATR-FTIR), and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) were used. The gases emitted during wood welding were determined by Py-GC/MS and gas chromatography coupled with a thermal conductivity detector and a flame ionization detector (GC-TCD/FID). The results of this investigation showed that thermal treatment of birch and maple wood degrades hemicelluloses through acid hydrolysis and dehydration mechanism and affects lignin polymer through depolymerisation reactions. The gas emission results show similar proportions of non-condensable gases for the two studied species. Most of the volatile compounds identified during pyrolysis were non-toxic products derived from degradation of wood polymers. No carbon monoxide was produced during welding, and only traces of hydrogen and carbon dioxide were present. The proportion of detected volatile organic compounds was relatively low and below the lower exposure limits. Hence, wood welding appears to be an ecological technique for assembling furniture components and other applications, and is not harmful for human health.

Le développement de nouvelles techniques a accéléré l'exploration structurale et fonctionnelle des génomes des conifères et contribué à l’étude de leur physiologie et leur adaptation aux conditions environnementales. Cette thèse s’intéresse à l’évolution des gènes chez les conifères et (i) fait le point sur les facteurs génomiques qui ont influencé la structure des gènes et (ii) analyse une grande famille de gènes impliqués dans la tolérance à la sécheresse, les déhydrines. Notre étude de la structure génique s’est fait à partir de diverses séquences de l’épinette blanche (Picea glauca [Moench] Voss) provenant de clones BAC, de l'assemblage du génome et de l’espace génique obtenu à partir de la technologie de «sequence capture». Par le biais d’analyses comparatives, nous avons observé que les conifères présentent plus de séquences introniques par gène que la plupart des plantes à fleurs (angiospermes) et que la longueur moyenne des introns n'était pas directement corrélée à la taille du génome. Nous avons constaté que les éléments répétitifs qui sont responsables de la très grande taille des génomes des conifères affectent également l'évolution des exons et des introns. Dans la deuxième partie de la thèse, nous avons entrepris la première analyse exhaustive de la famille des gènes des déhydrines chez les conifères. Les analyses phylogénétiques ont indiqué l'apparition d'une série de duplications de gènes dont une duplication qui a provoqué l'expansion de la famille génique spécifiquement au sein du genre Picea. L’analyse démontre que les déhydrines ont une structure modulaire et présentent chez les conifères des agencements variés de différents motifs d'acides aminés. Ces structures sont particulièrement diverses chez l'épinette et sont associées à différents patrons d'expression en réponse à la sècheresse. Dans l’ensemble, nos résultats suggèrent que l'évolution de la structure génique est dynamique chez les conifères alors que l'évolution des chromosomes est largement reconnue comme étant lente chez ceux-ci. Ils indiquent aussi que l'expansion et la diversification des familles de gènes liés à l'adaptation, comme les déhydrines, pourraient conférer de la plasticité phénotypique permettant de répondre aux changements environnementaux au cours du long cycle de vie qui est typique de plusieurs conifères. / Technical advances have accelerated the structural and functional exploration of conifer genomes and opened up new approaches to study their physiology and adaptation to environmental conditions. This thesis focuses on the evolution of conifer genes and explores (i) the genomic factors that have impacted the evolution of gene structure and (ii) the evolution of a large gene family involved in drought tolerance, the dehydrins. The analysis of gene structure was based on white spruce (Picea glauca [Moench] Voss) sequence data from BAC clones, the genome assembly and the gene space obtained from sequence capture. Through comparative analyses, we found that conifers presented more intronic sequence per gene than most flowering plants (angiosperms) and that the average intron length was not directly correlated to genome size. We found that repetitive elements, which are responsible for the very large size of conifer genomes, also affect the evolution of exons and introns. In the second part of the thesis, we undertook the first exhaustive analysis of the dehydrin gene family in conifers. The phylogenetic analyses indicated the occurrence of a series of gene duplications in conifers and a major lineage duplication, which caused the expansion of the dehydrin family in the genus Picea. Conifer dehydrins have an array of modular amino acid structures, and in spruce, these structures are particularly diverse and are associated with different expression patterns in response to dehydration stress. Taken together, our findings suggest that the evolution of gene structure is dynamic in conifers, which contrast with a widely accepted slow rate of chromosome evolution. They further indicate that the expansion and diversification of adaptation-related genes, like the dehydrins in spruce, may confer the phenotypic plasticity to respond to the environmental changes during their long life span.

Cette étude vise à décrire l’état naturel des communautés de huit familles de coléoptères saproxyliques, reconnues pour être associées aux brûlis, à partir d’un échantillonnage fait au niveau des souches et à l’intérieur de peuplements commerciaux d’épinettes noires (Picea mariana (Mill)) résiduels à la coupe de récupération (état naturel) provenant de brûlis de 1995, 2003, 2005, 2007, 2009 et 2010. L’étude vise également à comparer ces communautés à celles retrouvées dans des peuplements d’épinettes noires récupérés et répartis dans les brûlis de 1995, 2003, 2005 et 2007. Les coléoptères ont été inventoriés durant l’été 2010 et plus de 6 000 spécimens répartis dans les huit familles étudiées ont été capturés. À l’état naturel, quatre phases de colonisation se sont succédées pendant les cinq premières années après feu. Les assemblages des communautés de coléoptères saproxyliques sont quant à eux altérés par la récupération et ce, pour une période d’au moins sept ans. / This study aims to describe the natural state of communities of eight saproxylic beetle families known to be associated with burned forest from a sample done at stump level and in commercial black spruce (Picea mariana (Mill)) stands residual to salvage logging (natural state) from burns of 1995, 2003, 2005, 2007, 2009 and 2010. The study also aims to compare these communities to those found in salvaged black spruce stands distributed in burns of 1995, 2003, 2005 and 2007. Beetles were sampled during summer 2010 and over 6 000 specimens among the eight studied families were captured. In its natural state, four colonization phases have succeeded along the first five postfire years. Saproxylic beetle assemblages were affected by salvage logging for a period of seven years.

Le feu de forêt est une perturbation naturelle extrêmement répandue sur la planète. Au Québec, les incendies de forêt ont affecté entre 1990 et 2013 une moyenne de 330 000 hectares par année contre une moyenne de 2,3 millions d’hectares pour le Canada. À l’heure des changements climatiques, dont les conséquences sont annoncées comme très coûteuses pour les sociétés humaines, il est important de développer des stratégies d’adaptations aux changements climatiques le plus tôt possible afin de minimiser les coûts, les impacts environnementaux et les impacts sur nos sociétés. Le climat et la météo influencent fortement les patrons spatiaux et temporels de l’activité des incendies de forêt. La couverture terrestre joue également un rôle important à court terme en modulant l’influence des conditions climatiques sur l’activité des feux et à plus long terme par des changements de composition dans la matrice forestière, graduels (succession forestière, changements climatiques) ou rapides (perturbations). Ainsi, il devient urgent de développer des projections fiables de l’activité future des incendies de forêt tout en réduisant l’incertitude autour de ces projections. Malgré le fait que ces besoins ont été identifiés depuis plus d’une décennie, les méthodes nécessaires à l’élaboration de ces projections restaient à être développées. La capacité de prédire ou de prévoir comment un système peut se comporter à l'avenir a toujours représenté un formidable défi pour la communauté scientifique. Dans mes deux premiers chapitres, j’ai modélisé l’influence des changements climatiques et de végétation sur la fréquence et la distribution des tailles des incendies de forêt à l’aide de modèles statistiques. Mon troisième et dernier chapitre utilise les modèles développés dans les deux premiers pour projeter de quelle manière l’activité des incendies de forêt évoluera dans un contexte où le climat (ou la météo) et la végétation (ou la couverture terrestre) sont dynamiques. Grâce à ces travaux on peut aujourd’hui projeter quelle sera l’activité future des incendies de forêt dans un contexte de changements dans la matrice forestière et climatiques. / Abstract Wildfire is an extremely widespread natural disturbance on the planet. In Quebec, forest fires have affected between 1990 and 2013 an average of 330,000 hectares per year against an average of 2.3 million hectares for Canada. In these times of climate change, whose effects are reported as very costly to human societies, it is important to develop adaptation strategies to climate change as soon as possible to minimize costs, environmental impacts and impacts on our societies. Climate and weather strongly influence the spatial and temporal patterns of forest fires activity. Land-cover plays an important role in the short term by modulating the effect of weather on fire activity and longer-term changes in forest composition matrix, gradual (forest succession, climate change), or rapid (disturbances). Thus, it is urgent to develop reliable projections of future activity of forest fires while reducing the uncertainty surrounding these projections. Despite the fact that these requirements have been identified for more than a decade, the methods for the preparation of these projections remained to be developed. The ability to forecast or predict how a system might behave in the future has always been a formidable challenge for the scientific community. In my first two chapters, I modeled the influence of climate change and vegetation on the frequency and size distribution of forest fires using statistical models. My third and final chapter uses models developed in the first two to project how the activity of forest fires will evolve in a context where the climate (or weather) and vegetation (or land-cover) are dynamic. Thanks to this work, we can now project what will be the future activity of forest fires in the context of climate and forest changes.