La caractérisation détaillée de vastes territoires pose un défi de taille et est souvent limitée par les ressources disponibles et le temps. Les travaux de cette maîtrise s’incorporent au projet ParaChute qui porte sur le développement d’une Méthode québécoise d’Évaluation du Danger des Chutes de Pierres (MEDCP) le long d’infrastructures linéaires. Pour optimiser l’utilisation des ressources et du temps, une méthode partiellement automatisée facilitant la planification des travaux de terrain a été développée. Elle se base principalement sur la modélisation des trajectoires de chutes de pierres 3D pour mieux cibler les falaises naturelles potentiellement problématiques. Des outils d’automatisation ont été développés afin de permettre la réalisation des modélisations sur de vastes territoires. Les secteurs où l’infrastructure a le plus de potentiel d’être atteinte par d’éventuelles chutes de pierres sont identifiés à partir des portions de l’infrastructure les plus traversées par les trajectoires simulées. La méthode a été appliquée le long du chemin de fer de la compagnie ArcelorMittal Infrastructures Canada. Le secteur couvert par l’étude débute à une dizaine de kilomètres au nord de Port-Cartier (Québec) et s’étend sur 260 km jusqu’au nord des monts Groulx. La topographie obtenue de levés LiDAR aéroportés est utilisée afin de modéliser les trajectoires en 3D à l’aide du logiciel Rockyfor3D. Dans ce mémoire, une approche facilitant la caractérisation des chutes de pierres le long d’un tracé linéaire est présentée. Des études de trajectoires préliminaires sont réalisées avant les travaux sur le terrain. Les informations tirées de ces modélisations permettent de cibler les secteurs potentiellement problématiques et d’éliminer ceux qui ne sont pas susceptibles de générer des chutes de pierres avec le potentiel d’atteindre les éléments à risque le long de l’infrastructure linéaire. / The detailed characterization of large area is a challenging task because time and resources are frequently limited. This Master’s thesis is part of the ParaChute research project. The aim of this project is to develop a rockfall susceptibility rating system along linear infrastructures. A partially automated method has been developed to facilitate field works planning while optimizing time and resources. It is mainly based on 3D rockfall simulations carried out systematically and efficiently on every rock slopes located nearby the infrastructure to help identify potential hazardous natural cliffs. Automation tools were developed to allow the realization of simulations over large area. The proposed method also uses the software Rockyfor3D and only requires surface elevation model obtained from airborne LiDAR survey as input data. However, other data, such as orthophotos, were used for calibration. The method was applied along the ArcelorMittal Infrastructures Canada railway. The covered zone starts near Port-Cartier (Québec) and extends 260 km north along the ArcelorMittal Infrastructures Canada railway up to the Groulx Mountains. In this Master’s thesis, a partially automated method that helps to choose on which areas to focus field work by telling if there is a possibility for a block to reach the linear infrastructure is detailed.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

L’identification des bases moléculaires de la tolérance au gel présente une grande importance tant sur le plan fondamental qu’appliqué. Medicago truncatula est une légumineuse modèle pour les espèces tempérées. Un QTL majeur de tolérance au gel après acclimatation au froid (Mt-FTQTL6), expliquant 40% de la variation phénotypique, a été détecté sur le chromosome 6 de cette espèce. En parallèle, un QTL pour le même caractère (WFD 6.1/FD164.c) a été identifié sur le groupe de liaison équivalent chez Pisum sativum. Cette thèse a pour objectifs de confirmer la synténie des régions chromosomiques contenant Mt-FTQTL6 et WFD 6.1/FD164.c et d’identifier des gènes candidats positionnels pour Mt-FTQTL6. Les premiers efforts ont permis de localiser Mt-FTQTL6 dans un intervalle de 3,7 cM qui coïncide avec une zone du génome de Medicago truncatula dont l’assemblage reste incomplet. Les ressources génomiques de Glycine max ont été ensuite exploitées. Cinq marqueurs géniques ont permis d'ancrer les régions chromosomiques de Mt-FTQTL6 et WFD 6.1/FD164.c. Des clones BAC correspondant à 15 marqueurs (sondes) ont été assemblés en 6 contigs couvrant l’intervalle de confiance de Mt-FTQTL6. Des lignées F7 ou F8, recombinantes au niveau de cet intervalle, ont été identifiées et phénotypées pour la tolérance au gel en conditions contrôlées. L'intervalle de confiance de Mt-FTQTL6 a ainsi été réduit à une région de 0,4 cM contenant 20 gènes parmi lesquels 12 gènes CBF/DREB1 en tandem. La variation allélique pour 11 gènes CBF/DREB1 a été mise en évidence chez les parents de la population de cartographie.La validation fonctionnelle est maintenant envisageable chez Medicago truncatula et Pisum sativum. / Unraveling the molecular bases of freezing tolerance is of great importance both at the fundamental and applied levels. Medicago truncatula is a model legume for studies concerning cool-season species. A major freezing tolerance QTL after cold acclimation (Mt-FTQTL6), accounting for 40% of the phenotypic variation, has been identified on chromosome 6 of this species. Interestingly, a QTL for the same trait has been mapped on the corresponding linkage group in Pisum sativum (WFD 6.1/FD164.c). The present thesis aimed to confirm synteny between Mt-FTQTL6 and WFD 6.1/FD164.c harboring regions and to subsequently identify positional candidate genes for Mt-FTQTL6. Using BAC-derived markers, Mt-FTQTL6 has been first located in a 3.7-cM interval, coinciding with an assembly physical gap. Mt-FTQTL6 co-orthologous blocks in Glycine max were identified and exploited to develop additional markers. Five common gene-based markers were obtained between Mt-FTQTL6 and WFD 6.1/FD164.c chromosomal regions. Positive BAC clones for 15 different markers (probes) were assembled in 6 BAC contigs linked to Mt-FTQTL6. Homozygous F7 or F8 recombinant lines at Mt-FTQTL6 were identified and evaluated for freezing tolerance under controlled conditions. The QTL confidence interval was subsequently delimited to a 0.4 cM-region that contains 20 protein-coding genes including 12 tandemly-arrayed CBF/DREB1 genes. Isolation of 11 out of the 12 CBF/DREB1 genes from both parents of the mapping population was successfully achieved. Efforts will be next needed for functional validation in Medicago truncatula and Pisum sativum.

Les méthodes de cartographie fine sont des modèles qui estiment la position d'un allèle mutant pouvant causer une maladie dans un groupe d'individus. Le travail de Larribe et al. (2002, 2003), MapArg, n'a pas tenu compte des paramètres de pénétrance jusqu'à maintenant. Ce mémoire démontre les effets de ces paramètres, soit la pénétrance et la phénocopie, sur la performance de MapArg, dans des populations haploïdes. De plus, deux méthodes que nous avons développées seront ensuite incorporées à MapArg dans le but d'améliorer son efficacité si il y a pénétrance et/ou phénocopie. Les résultats démontrent que la phénocopie peut avoir une influence négative sur l'efficacité de MapArg. La pénétrance ne semble pas avoir d'effet majeur sur MapArg. La première méthode développée est un modèle simple qui n'apporte pas d'amélioration majeure de MapArg par rapport à ce même modèle sans ajustement. Par contre, cela procure un point de départ pour les développements futurs dans les populations diploïdes. La deuxieme méthode améliore l'efficacité de MapArg sous certaines conditions, en particulier, si la taille de l'échantillon est assez grande. La deuxieme méthode fonctionne également très bien pour les données réelles de la Fibrose Kystique (Kerem et al., 1989). ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Phénocopie, Pénétrance, Pénétrance incomplète, Cartographie fine.

Nous présentons dans ce mémoire des outils permettant de généraliser une méthode de cartographie génétique fine. Nous y résumons les concepts de base de la statistique génétique et y décrivons aussi la méthode de cartographie génétique fine que nous cherchons à généraliser en permettant l'utilisation de génotypes plutôt que d'haplotypes. Pour ce faire, nous comparons diverses méthodes reconnues d'estimation d'haplotypes. Le développement nouveau de ce travail consiste en un algorithme EM conditionnel aux phénotypes permettant d'estimer les haplotypes associés à un échantillon de génotype, ainsi que le statut au gène causal du caractère étudié. Nous généralisons la méthode de cartographie par l'ajout d'étapes au modèle d'échantillonnage pondéré. Nous effectuons finalement quelques tests par simulation. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Algorithme EM, Cartographie génétique, Coalescence, Diplotype, Échantillonnage pondéré, Estimation, Génotype, Gène causal, Haplotype, Modèle de pénétrance, Phénotype, Vraisemblance composite.

Au cours des dernières années, on a assisté à un virage vers une gestion plus durable de la forêt publique et des ressources forestières. Pour ce faire, il est nécessaire d'acquérir des informations précises sur le statut des forêts. Ceci permettra, d'une part, de mieux évaluer les ressources disponibles et, d'autre part, de faire un meilleur suivi de leur dynamique afin, par exemple, de mieux comprendre et de prévoir les impacts de l'activité sylvicole. Il a été démontré que les capteurs lidars pouvaient être utilisés afin d'obtenir des données pouvant être segmentées afin de décrire assez fidèlement la géométrie de la couronne d'arbres individuels. Parmi les attributs de la forêt pouvant être extraits de ces données, la hauteur de la base de la couronne vivante est probablement un de ceux pour lequel le potentiel du lidar a été le moins étudié et ce, malgré l'importance que la connaissance de ce paramètre peut avoir pour, par exemple, le calcul de la biomasse ou la prévention des feux de forêts. Une nouvelle méthode permettant d'estimer la hauteur de la couronne vivante à partir de données lidar est proposée. Les données utilisées pour la recherche ont été acquises au Québec, sur le territoire de la forêt d'enseignement et de recherche du Lac Duparquet. Les trois espèces à l'étude sont le peuplier faux-tremble, l'épinette blanche et le pin gris. L'appareil lidar utilisé pour acquérir les données est un capteur ALTM3100 de Optech permettant l'enregistrement des premiers et derniers retours, ainsi que jusqu'à deux retours intermédiaires. La méthode présentée a donné un biais de -1.37 mètres et une erreur type de 2.36 mètres. Ces résultats sont comparables à ceux obtenus par d'autres auteurs et semblent confirmer leur observation que le lidar à tendance à surestimer la hauteur de la base de la couronne. Il est noté que cette tendance à surestimer la mesure n'est pas systématique; elle semble se manifester différemment selon l'espèce. Des hypothèses concernant les différentes variables pouvant affecter la précision des mesures sont avancées. Des pistes pour mieux évaluer leur effet respectif ainsi que deux méthodes pouvant être utilisées pour améliorer l'exactitude et la précision des estimés sont proposées. ______________________________________________________________________________

Dans ce mémoire, nous présentons une nouvelle méthode de cartographie génétique fine ayant comme particularité de pouvoir être utilisée dans le cadre de modèles génétiques complexes. Nous présentons tout d'abord quelques concepts de génétique et de statistique génétique, avec une emphase particulière sur le processus de coalescence qui est à la base de notre travail. Par la suite, trois méthodes de cartographie génétique déjà existantes sont présentées ; notre nouvelle méthode contient des éléments de chacune d'entre elles. Nous décrivons ensuite la nouvelle méthode proposée dans ce mémoire. Finalement, nous testons notre nouvelle approche à l'aide de simulations; nous comparons par la suite les résultats obtenus avec notre méthode à ceux obtenus par des tests d'association classiques, et par deux des trois méthodes présentées au début du mémoire. Les résultats nous laissent croire que notre méthode est performante autant dans des cas de modèles génétiques simples que complexes, contrairement à la plupart des méthodes existantes. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : cartographie génétique, processus de coalescence, arbre de recombinaison ancestral, arbre partiel, distribution proposée, fonction de pénétrance.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Signal, image et acoustique : Toulouse, INPT : 2005. Reproduction de : Thèse de doctorat : Signal, image et acoustique : Institut d'automatique, Académie des Sciences de Chine : 2005. / Thèse soutenue en co-tutelle. Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. 137 réf.

Thèse de doctorat : Informatique : Lyon, École normale supérieure (sciences) : 2006. / Bibliogr. p. 137-145.

Thèse de doctorat : Chimie de la pollution atmosphérique et physique de l'environnement : Paris 12 : 2005. / Version électronique uniquement consultable au sein de l'Université Paris 12 (Intranet). Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. : 258 réf.