Les travaux de modélisation des feux de forêts menés sur le plan international montrent que la problématique liée à la chimie des végétaux en condition de feu était mal connue. L'objectif de cette thèse était donc d'apporter une contribution à la compréhension de :<br />•la cinétique de dégradation thermique des végétaux, <br />•la cinétique de combustion des gaz émis lors de la pyrolyse.<br />La dégradation thermique de végétaux méditerranéens a été étudiée par thermogravimétrie. L'utilisation d'une méthode cinétique hybride a apporté des connaissances sur la quantification de la perte de masse et le modèle cinétique de dégradation thermique des combustibles. D'autre part, la combustion d'un mélange CH4/CO/CO2 a été étudiée dans un réacteur auto-agité par jets gazeux. Nous avons développé, dans un premier temps, un mécanisme squelettique à partir d'un mécanisme cinétique détaillé connu traduisant l'oxydation du méthane. Puis, l'application de l'AEQS a abouti à un mécanisme réduit comprenant 4 réactions globales. Ce mécanisme réduit peut désormais être introduit dans un code de simulation plus vaste d'écoulement réactif.

L'utilisation de nouveaux outils de l'information et de la communication, liés notamment à l'Internet, pour communiquer sur des causes d'intérêt général n'en est qu'à ses débuts. Les études et retours d'expériences dans ce domaine sont encore peu nombreux. L'objectif de cette thèse est d'analyser la communication entre les organisations – entreprises, organisations à but non-lucratif ou associations – et les usagers qui porte sur une grande cause environnementale et qui repose sur l'utilisation des technologies de l'information et de la communication – TIC –, en particulier des médias sociaux en ligne. La réflexion a bénéficié d'une expérimentation communicationnelle à l'échelle européenne dans le cadre d'un projet de prévention et de lutte contre les feux de forêt : le projet Fire Paradox – 6e PCRD, période 2006- 2010, consortium de 35 institutions. Ce projet a pour vocation de promouvoir le développement de nouvelles méthodes de lutte contre les incendies forestiers par l'utilisation du feu lui-même, soit dans le cadre de la prévention – feux prescrits –, soit pour combattre des feux – contre-feux.

L’objectif de cette thèse est d’analyser la communication entre les organisations et les usagers portant sur une grande cause environnementale et qui repose sur l’utilisation des médias sociaux en ligne. La réflexion a bénéficié d’une expérimentation communicationnelle à l’échelle européenne dans le cadre d’un projet de prévention et de lutte contre les feux de forêt : le projet Fire Paradox – 6e PCRD, période 2006-2010, consortium de 35 institutions.Nous souhaitons montrer qu’à partir d’usages du numérique correspondant essentiellement à une transmission mécanique de l’information, les usages d’Internet ont évolué et laissent entrevoir des caractéristiques communicationnelles au sens de l’école de Palo Alto. Cette « communication relation » conditionne les liens que souhaitent créer les organisations avec les usagers.La première partie de la recherche repose à la fois sur l’importance du caractère subjectif et émotionnel de l’individu dans toute communication, et notamment toute communication par des médias, et également sur l’observation des usages relationnels dans le contexte des médias en ligne à travers les contacts et échanges d’informations entre les acteurs.À partir des résultats précédents, l’objectif de la deuxième partie est de questionner la « communication relation » à travers les propriétés d’individualisation de la relation, d’inscription dans une communauté et de transparence communicationnelle.Cette thèse propose un regard sur des caractéristiques nouvelles de la communication en ligne en articulant la réflexion théorique avec une expérimentation à la fois technique et communicationnelle pour le projet Fire Paradox. / Social media are based on the principle of the multiplicity of connections and are used for their capacity to find and to exchange with many partners who answer the specific needs of each individual, each company or each institution. An organization can reach a user from the social network of a member of its own social network. We have analyzed the new forms of on line communication and especially their impact in terms of information diffusion and communication. In a first part, “Internet Communication: communicating through arguments and through emotions and the role of confidence in co-building knowledge”, we explain how the text and the context have an impact on the involvement of the Internet users and we expose why confidence is a key element of the relation in order to build some common knowledge for the users and the organization. In a second part, “Communication relation in on line social media: between utopia and reality. Research and applications for a wildfire awareness strategy”, we develop the concept of a “communication relation” with three main characteristics: individualized communication, social communication and transparent communication. The approach in terms of “communication relation” has been applied to a large-scale European research project, the Fire Paradox project (Sixth Framework Program 2006-2010) concerning social media. We propose a first evaluation of the comparative interest of various social media. The results from the observation of the Internet users participation and from the on-line surveys allow to indicate the contributions and the limits of social media particularly for developing public awareness in a general interest cause.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Les feux de forêt, landes, garrigues ou maquis constituent un « problème » extrêmement sérieux pour les régions euro-méditerranéennes. Les variations de ce phénomène complexe sont issues des interactions entre des paramètres de nature différente ; interactions qui peuvent être non-linéaires. Sans être propre à l'étude de cette non-linéarité, cette thèse démontre qu'il est possible, d'une part, d'en mesurer les effets sur les propriétés statistiques et physiques du phénomène et d'autre part, que l'auto-organisation, l'instabilité chronologique et l'irrégularité morphologique limitent intrinsèquement la prédictibilité d'un tel phénomène. Nous analysons ainsi, à partir de l'exemple des régions méditerranéennes françaises de 1973 à 2006 (base Prométhée), les différentes modalités de son émergence selon la situation géographique des lieux étudiés et les échelles temporelles et spatiales auxquelles il se réfère. Cette approche, essentiellement structurelle et statistique, est à même de compléter les travaux existants sur le sujet et donne l'opportunité d'aboutir à des indicateurs innovants pour une différenciation spatiale centrée sur la question des échelles. Aussi, l'enjeu de ce travail est majeur puisqu'il suppose de rechercher des récurrences, un ordre qui transcende les cas particuliers, tout en faisant écho à la prise en compte de l'incertitude chez les hommes de terrain, les ingénieurs, les physiciens, les climatologues et les géographes.

Les travaux menés dans cette thèse concernent le développement d'un dispositif de vision permettant l'estimation de caractéristiques géométriques d'un feu de végétation en propagation. Ce dispositif est composé de plusieurs systèmes de stéréovision multimodaux générant des paires d'images stéréoscopiques à partir desquelles des points tridimensionnels sont calculés et les caractéristiques géométriques de feu tels que sa position, vitesse, hauteur, profondeur, inclinaison, surface et volume sont estimées. La première contribution importante de cette thèse est la détection de pixels de feu de végétation. Tous les algorithmes de détection de pixels de feu de la littérature ainsi que ceux développés dans le cadre de cette thèse ont été évalués sur une base de 500 images de feux de végétation acquises dans le domaine du visible et caractérisées en fonction des propriétés du feu dans l'image (couleur, fumée, luminosité). Cinq algorithmes de détection de pixels de feu de végétation basés sur la fusion de données issues d'images acquises dans le domaine du visible et du proche-infrarouge ont également été développés et évalués sur une autre base de données composée de 100 images multimodales caractérisées. La deuxième contribution importante de cette thèse concerne l'utilisation de méthodes de fusion d'images pour l'optimisation des points appariés entre les images multimodales stéréoscopiques.La troisième contribution importante de cette thèse est l'estimation des caractéristiques géométriques de feu à partir de points tridimensionnels obtenus depuis plusieurs paires d'images stéréoscopiques et recalés à l'aide de relevés GPS et d'inclinaison de tous les dispositifs de vision.Le dispositif d'estimation de caractéristiques géométriques à partir de systèmes de stéréovision a été évalué sur des objets rigides de dimensions connues et a permis d'obtenir les informations souhaitées avec une bonne précision. Les résultats des données obtenues pour des feux de végétation en propagation sont aussi présentés. / This thesis presents the geometrical characteristics measurement of spreading vegetation fires with multimodal stereovision systems. Image processing and 3D registration are used in order to obtain a three-dimensional modeling of the fire at each instant of image acquisition and then to compute fire front characteristics like its position, its rate of spread, its height, its width, its inclination, its surface and its volume. The first important contribution of this thesis is the fire pixel detection. A benchmark of fire pixel detection algorithms and of those that are developed in this thesis have been on a database of 500 vegetation fire images of the visible spectra which have been characterized according to the fire properties in the image (color, smoke, luminosity). Five fire pixel detection algorithms based on fusion of data from visible and near-infrared spectra images have also been developed and tested on another database of 100 multimodal images. The second important contribution of this thesis is about the use of images fusion for the optimization of the matching point’s number between the multimodal stereo images.The second important contribution of this thesis is the registration method of 3D fire points obtained with stereovision systems. It uses information collected from a housing containing a GPS and an IMU card which is positioned on each stereovision systems. With this registration, a method have been developed to extract the geometrical characteristics when the fire is spreading.The geometrical characteristics estimation device have been evaluated on a car of known dimensions and the results obtained confirm the good accuracy of the device. The results obtained from vegetation fires are also presented.

Cette recherche cherche à identifier les conditions organisationnelles contribuant à la création et au développent d’un collectif apprenant dans un centre de coordination et contrôle des feux de forêt au Chili. L'objectif poursuit est de rendre opérationnel un équipe temporaire visant à gérer des situations dynamiques, complexes et potentiellement risquées. Dans ce contexte, la formation rapide des novices et la mise à jour des savoirs et des savoir-faire des opérateurs expérimentés constitue un enjeu important pour le développement des compétences et pour devenir un collectif opérationnel. À travers d’un approche ethnométhodologie et en utilisant les théories d'action située, de la cognition distribuée et de la cognition sociale distribuée nous avons analysé le processus d'apprentissage formel au début de la saison ainsi que les stratégies d'apprentissage informelle développés cours de la saison afin d'opérationnaliser une équipe hétérogène. Nous avons également analysé le rôle de chaque membre de l'équipe et l’assistance mutuelle fournie visant à apprendre entre eux et pour devenir un collectif efficace.Plusieurs stratégies sont mobilisées pendant les deux périodes identifiés. Il est constaté une participation active des membres de l'équipe, l'auto-organisation et l’assistance mutuelle, non seulement avec un but de performance, mais aussi en vue d'exploiter les possibilités d'apprentissage par l'expérience. Ce comportement était encouragé par les personnes en charge du processus de formation. Au cours de la période de travail, nous avons trouvé sept différents types de comportement et d'interaction verbale visant à apprendre en situation de travail. Certaines stratégies ont été plus utilisées dans les périodes calmes de la journée de travail, tandis que d'autres étaient plus utilisées pendant la gestion des feux de forêt. À la fin de la saison, toutes les stratégies ont tendance à être moins fréquentes.Il est possible d'identifier une stratégie organisationnelle visant à la création d'environnements favorables à l’apprentissage informelle à travers la collaboration en ce qui concerne la proposition d’idées, de support mutuelle, des initiatives d’auto-apprentissage, d'interaction et d’analyse réflexif en partageant les expériences de travail. Ces conditions permettent la création d’une communauté de pratique dans l’action, participent à la construction d’un collectif et au développement d’une compétence collective, l’épistèmo-vigilance orienté à exploiter à la fois la dimension constructive et productive de l’activité. Cette communauté renforce l’autonomie du collectif à travers la production continue des nouvelles modalités d’apprentissage et par la remise en cause de leurs pratiques. L'analyse réflexive qui domine les stratégies mises en place lors des moments calmes de la journée et pendant la gestion des incendies de forêt sont partie de l’apprentissage constructif mené par l’encadrement, où l'apprentissage est essentiel pour atteindre les performances attendues comme une équipe. Ces conditions sont considérées comme des accélérateurs organisationnels de la formation, de l’apprentissage et de la reprise des savoirs qui contribuent au pouvoir d’agir du collectif. Ces accélérateurs permettent de faire face des environnements dynamiques à risque, participent à la création des collectifs de travail et à l’existence d’un environnement capacitant. Ces pratiques d’ergonomie constructive atténuée les contraintes et les risques du personnel non-permanent ayant compté sur chaque année, lorsque la saison des incendies de forêt se produit..Mots clés: apprentissage informel, analyse réflexive des pratiques, apprentissage en situation de travail, collectifs, pouvoir d’agir, environnement dynamiques à risque, feux de forêt, accélérateurs, épistèmo-vigilance. / The present research is developed to identify the organizational conditions that create and develop teamwork oriented to learn at the national Forest Fire Control and Coordination Centre in Chile. The aim is to set up the operational configuration of a temporary team in order to give its members the knowledge to manage and deal with dynamic, complex and potentially risky situations. In this context, the quick training of novices and the updating of knowledge and know-how of experienced workers is an important issue for both developing operator skills and operationalizing the collective. Using an ethnomethodology approach based on the theories of situated action and distributed social cognition we have analyzed the formal learning process at the beginning of the forest fire season and the informal learning strategies developed during the season in order to operationalize an heterogeneous team. We also have analyzed the role of each team member and the assistance provided by each in order to help others learn and become a high performance team member.Several strategies are employed during the two periods of the season. We observed an active participation of members of the team, self-organization, and mutual support not only in order to fulfill the task, but also in order to exploit opportunities for learning from experience. We also have found seven different kinds of behaviour and verbal interaction aimed at learning while on the job, identified as accelerator of training, learning and knowledge recovery. Some of them proved to be most used in calm periods of the work day, while others were used during the management of forest fires. By the end of the season, all strategies tended to be less frequent.It is possible to identify an organizational strategy aimed at creating environments that allow a community of practice in action to be created, that contribute to the construction of a collective and to the development of a collective competence, the “épistèmo-vigilance” that exploits both the constructive and productive dimension of the activity. All of those strategies allow them to deal with risky dynamic work environments, to establish a high-performance team and to set an enabling work environment.

Ce travail présente une technique de simulation de feux de forêt qui utilise la méthode Level-Set. On utilise une équation aux dérivées partielles pour déformer une surface sur laquelle est imbriqué notre front de flamme. Les bases mathématiques de la méthode Level-set sont présentées. On explique ensuite une méthode de réinitialisation permettant de traiter de manière robuste des données réelles et de diminuer le temps de calcul. On étudie ensuite l’effet de la présence d’obstacles dans le domaine de propagation du feu. Finalement, la question de la recherche du point d’ignition d’un incendie est abordée. / This work presents a forest fire simulation model which uses the Level-Set method. We use a partial differential equation to deform a surface on which our flame front is inscribed. The mathematical foundations of the Level-set method are presented. We then explain a reinitialization method that allows us to treat in a robust way real data and to reduce the calculation time. The effect of the presence of barriers in the fire propagation domain is also studied. Finally, we make an attempt to find the ignition point of a forest fire.

La méthode de projection et l'approche variationnelle de Sasaki sont deux techniques permettant d'obtenir un champ vectoriel à divergence nulle à partir d'un champ initial quelconque. Pour une vitesse d'un vent en haute altitude, un champ de vitesse sur une grille décalée est généré au-dessus d'une topographie donnée par une fonction analytique. L'approche cartésienne nommée Embedded Boundary Method est utilisée pour résoudre une équation de Poisson découlant de la projection sur un domaine irrégulier avec des conditions aux limites mixtes. La solution obtenue permet de corriger le champ initial afin d'obtenir un champ respectant la loi de conservation de la masse et prenant également en compte les effets dûs à la géométrie du terrain. Le champ de vitesse ainsi généré permettra de propager un feu de forêt sur la topographie à l'aide de la méthode iso-niveaux. L'algorithme est décrit pour le cas en deux et trois dimensions et des tests de convergence sont effectués. / The Projection method and Sasaki's variational technique are two methods allowing one to extract a divergence-free vector field from any vector field. From a high altitude wind speed, a velocity field is generated on a staggered grid over a topography given by an analytical function. The Cartesian grid Embedded Boundary method is used for solving a Poisson equation, obtained from the projection, on an irregular domain with mixed boundary conditions. The solution of this equation gives the correction for the initial velocity field to make it such that it satisfies the conservation of mass and takes into account the effects of the terrain. The incompressible velocity field will be used to spread a wildfire over the topography with the Level Set Method. The algorithm is described for the two and three dimensional cases and convergence tests are done.

Il est bien établi que l'exposition à court terme aux particules fines dans l’air ambiant en milieu urbain a des effets sur la santé. Toutefois, peu d'études épidémiologiques ont évalué la relation entre les particules fines (PM2.5) de sources spécifiques comme celles dérivées de feux de forêt et les effets sur la santé. Pour l’instant, les risques de mortalité et de morbidité associés aux PM2.5 résultant de la combustion de végétation semblent similaires à ceux des PM2.5 urbaines. Dans le présent mémoire, nous avons comparé deux méthodes pour quantifier les risques de mortalité et de morbidité associés à l'augmentation des niveaux de PM2.5 à Montréal, dérivées de deux épisodes des feux de forêts majeurs dans le Nord du Québec. La première approche consistait à comparer les décès et les visites aux urgences observées enregistrées au cours des deux épisodes à Montréal à leurs moyennes respectives attendues durant des jours de référence. Nous avons également calculé la surmortalité et la surmorbidité prédites attribuables aux PM2.5 lors des épisodes, en projetant les risques relatifs (RR) rapportés par l’Environmental Protection Agency (EPA) des États-Unis pour les PM2.5 urbaines, ainsi qu’en appliquant des fonctions de risque estimées à partir des données estivales spécifiques à Montréal. Suivant la première approche, nous avons estimé une surmortalité de +10% pendant les deux épisodes. Cependant, aucune tendance claire n'a été observée pour les visites à l'urgence. Et suivant la 2e approche, la surmortalité prédite attribuable aux niveaux des PM2.5 dérivées des feux de forêt étaient moins élevés que ceux observés, soit de 1 à 4 cas seulement. Une faible surmortalité attribuable aux niveaux élevés des PM2.5 issues de feux de la forêt boréale du Québec a été estimée par les fonctions de risque ainsi que par la méthode de comparaison des décès observés aux moyennes attendues, sur l’Île de Montréal, située à des centaines de km des sites de feux. / The association between adverse health effects and short term exposure to urban particulate matter in ambient air is well established. Few epidemiological studies have assessed the relation between fine particles (PM2.5) of specific sources like forest fires, and health effects. According to the published literature to date, risks of mortality and morbidity associated with PM2.5 from combustion sources appear similar to those of urban PM2.5. In the present thesis, we compared two methods to quantify mortality and morbidity risks associated with the increase in PM2.5 levels in Montreal, due to two major forest fire episodes in Northern Quebec. In the first approach we compared mortality and emergency room visits counts recorded during the episodes to their respective averages expected on “usual” days. We also calculated deaths and emergency room visits attributable to PM2.5 levels on episode days, using the range of relative risks (RRs) reported by the United-States Environmental Protection Agency (EPA) for urban PM2.5 levels, as well as specific risk functions developed with Montreal summer data. With the first method, increases of deaths of more than 10% were observed for both episodes. However no clear tendency was observed in emergency room visits. Estimated attributable deaths associated with the increase in PM2.5 levels were smaller than those observed and ranged between 1 to 4 cases. PM2.5 from Quebec boreal forest fires were associated with small increases in mortality estimated either with the risk function method or by contrasting observed deaths on “episode” days to“usual” days, on the Island of Montreal, hundreds of kilometers away from the fire sites.