De longs délais temporels peuvent exister entre les perturbations survenant à un site et les réponses des espèces de la communauté occupant ce site. Ces changements écosystémiques transitoires lents en comparaison d’une vie humaine peuvent être difficiles à détecter ou à comprendre sans la prise en compte du contexte temporel par l’utilisation de données historiques. C’est souvent le cas pour les processus d’invasion de plantes ou d’animaux non-indigènes dans les communautés forestières. Bien que les perturbations anthropiques soient reconnues pour faciliter les invasions dans ce type de communauté, des temps de latence importants peuvent tout de même survenir à chaque étape du processus. On peut donc penser que les patrons d’invasion d’un site représenteraient davantage les legs écologiques des perturbations plus anciennes que ceux des perturbations plus récentes. Ce mémoire vise à évaluer si l’on gagne à tenir compte de l’âge des perturbations pour expliquer les invasions biologiques établies dans les sites environnants. Pour vérifier cela, nous avons inventorié l’abondance et la composition des communautés de plantes et de vers de terre non-indigènes dans 85 parcelles dispersées dans l’ensemble de la Réserve Naturelle Gault. Suite à une reconstitution fouillée de l’historique des perturbations anthropiques, nous avons comparé le pouvoir explicatif des perturbations initiées avant 1910 avec celui des perturbations survenues après 1910. Nous avons aussi pris en compte les variables environnementales reconnues comme importantes. Les résultats suggèrent que dans les forêts de la Réserve Naturelle Gault, la présence et l’intensité des invasions de plantes et de vers de terre non-indigènes sont en premier lieu expliquées par la proximité aux perturbations anthropiques initiées il y a plus d’un siècle. Les conclusions de ce mémoire soulignent l’importance de l’utilisation d’une approche historique pour comprendre pleinement la durée des impacts écologiques des perturbations anthropiques quant à la facilitation des processus d’invasion biologique.

Les peuplements mixtes (formés à la fois de feuillus et de conifères) font partie de la dynamique naturelle de la forêt boréale québécoise. Toutefois, les pratiques forestières au Québec ont eu comme conséquences de séparer les essences incluses dans ces peuplements. Hors, de récentes études suggèrent que la gestion forestière des peuplements mixtes pourrait procurer des avantages tant économiques, qu'écologiques. Cependant, nous connaissons encore mal la dynamique naturelle menant à la formation de peuplements mixtes d'essences pionnières telles que le peuplier et le pin gris et encore moins les conséquences qu'une telle mixité peut avoir sur les propriétés physico-chimiques et biologiques du sol. Cette thèse de doctorat a, comme principal objectif, de mieux comprendre les causes et les conséquences souterraines de la mixité forestière entre le peuplier faux-tremble et le pin gris dans la forêt boréale abitibienne. En premier lieu j'évalue l'hypothèse que la fertilité du matériau parental détermine l'occurrence des peuplements mixtes de peuplier et de pin gris. Un recensement des peuplements mixtes dans le nord-ouest de l'Abitibi ainsi qu'une expérience contrôlant la fertilité du sol ont permis de confirmer cette hypothèse. En ce sens, les peuplements mixtes de peuplier et de pin gris sont exclusifs aux dépôts argileux plus riches que les dépôts sableux tels le till. En second lieu, j'évalue les conséquences de la mixité forestière sur les propriétés édaphiques, notamment, la composition et la stabilité des communautés microbiennes du sol. Ainsi, je suppose que la plus grande diversité végétale des peuplements mixtes favorise la stabilité de la biomasse des communautés microbiennes qui y sont associées. J'ai donc mesuré trois indices de stabilité de la biomasse microbienne soient : la résistance, la résilience et la tolérance. Mes résultats indiquent dans un premier temps que les communautés microbiennes des peuplements mixtes sont plus résistantes que celles des peuplements purs et, dans un deuxième temps, que la tolérance des communautés microbiennes des peuplements mixtes est assurée dans une plus grande diversité de conditions par opposition aux communautés microbiennes provenant des peuplements purs. Quant à la résilience, cet indice était plus fortement déterminé par la fertilité du matériau parental que par la composition végétale. En troisième et dernier lieu, j'explore les conséquences souterraines de frontières abruptes entre les peuplements purs de peuplier et de pin gris. Même si dans de tels cas, il n'y a pas de mixité forestière, je présente des évidences que de tels écotones constituent des écosystèmes uniques en ce qui a trait à leurs propriétés souterraines et que le peuplier, par la dispersion de sa litière, possède une plus forte influence que le pin gris sur ces propriétés, notamment, la composition des communautés microbiennes. Les résultats et les conclusions découlant de ce projet de doctorat permettront, dans un premier temps de mieux comprendre la dynamique naturelle de la forêt boréale, et dans un second temps, de comprendre les conséquences souterraines de l'hétérogénéité du paysage de la forêt boréale. Finalement, ces résultats pourraient justifier le développement de pratiques sylvicoles préservant la diversité du paysage forestier québécois.

L’azote est un des éléments les plus importants dans la nature. Sa disponibilité limite la productivité d’un grand nombre d’écosystèmes naturels, et influencera sans doute de manière importante leurs réponses aux changements climatiques globaux. La première source d’azote dans les écosystèmes non anthropisés est la fixation biologique de l’azote. Ce processus repose sur un groupe de métallo-enzymes spécifiques, les nitrogénases, dont le cofacteur métallique contient soit du fer et un atome de molybdène, soit du fer et un atome de vanadium, soit uniquement du fer. A ce jour, seule la nitrogénase au molybdène est prise en considération dans la dynamique de l’azote dans les écosystèmes, et ce malgré de nombreux indices indiquant que la nitrogénase au vanadium pourrait avoir un rôle important. Est-ce que la nitrogénase au vanadium est utilisée dans les écosystèmes naturels et quelles sont les conditions favorisant son utilisation ? Nous avons cherché à répondre à ces questions à l’aide d’un modèle symbiotique tripartite, un lichen, association entre une algue, un champignon et une cyanobactérie fixatrice d’azote. Nous avons tout d’abord développé une méthode d’étude des contenus en métaux des différents symbiontes, puis nous avons étudié la répartition et la régulation du vanadium au sein des différents symbiontes dans différentes conditions environnementales. Nous avons pu démontrer que dans ce modèle, le vanadium possède toutes les caractéristiques d’un micronutriment essentiel à la fixation d’azote. Nous avons également démontré que la disponibilité du molybdène ainsi que les températures, telles que rencontrées en milieux boréaux, seraient deux facteurs importants contrôlant l’utilisation de la V-Nase. Les résultats présentés dans cette étude apportent une meilleure compréhension de la gestion des métaux cofacteurs de la nitrogénase au sein de la symbiose lichénique. Mais ils permettent surtout de remettre en question le paradigme de l’hégémonie du molybdène sur la fixation biologique de l’azote. Ainsi, la fixation d’azote en milieu continental repose sur un ensemble hétérogène d’enzymes, ce qui autorise aux organismes fixateurs d’azote une grande flexibilité vis-à-vis des paramètres environnementaux comme les basses températures. Cela leurs permet également une meilleure adaptation au stress métallique résultant de carences en micronutriments, notamment celle en molybdène. Ces résultats invitent également à réévaluer les modèles biogéochimiques liant les cycles des micronutriments aux cycles des macronutriments, particulièrement celui de l’azote.

Les techniques de segmentation de graphe sont souvent utilisées en traitement d'images puisque ces dernières peuvent être vues comme des graphes valués. Dans cette thèse, nous montrons des liens existant entre plusieurs paradigmes de segmentation de graphes valués. Nous présentons tout d'abord différentes définitions de ligne de partage des eaux et sélectionnons celle dont le cadre permet la comparaison avec des forêts couvrantes particulières. Nous montrons qu'une telle ligne de partage des eaux relative à des marqueurs arbitraires est équivalente à une coupe induite par une forêt couvrante de chemins de moindre altitude. Ensuite, les coupes induites par des forêts couvrantes de poids minimum sont démontrées comme étant des cas particuliers ayant l'avantage d'éviter certaines segmentations non souhaitées. Enfin, nous montrons qu'une coupe minimale coïncide avec une coupe induite par une forêt couvrante de poids maximum pour certaines fonctions de poids particulières. Dans une seconde partie, nous présentons deux applications utilisant la segmentation de graphe : la renaissance d'images et le mélange de textures pour la reconstruction 3D

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.

Les Alpes-Maritimes est le milieu le plus sensible aux risques incendies en raison de son climat, de son relief, de ses enjeux touristiques, urbanistiques et économiques. La démarche consiste à détecter les risques et mesurer leurs conséquences. Afin de connaître l'impact de ces feux, il est nécessaire de déterminer leur répartition spatiale et temporelle. De très larges étendues sont concernées et la télédétection est l'un des moyens d'appréhender le phénomène à une aussi grande échelle. Les statistiques annuelles réalisées regroupent trente années d'incendies, à l'échelle départementale ensuite communales sous - tendues par plusieurs questions : Quelles sont les causes et les fréquences des feux et leur ampleur? Les feux de saison sont- ils de même proportion ? Pourquoi 2003 a – t - il été une vraie catastrophe ? L'utilisation du SIG, pour l'évaluation cartographique, se révèle être à la fois un outil scientifique performant pour connaître et rendre compte de l'aléa et exprimer la vulnérabilité et pour déterminer des zonages que les aménageurs et décideurs intégreront dans leur démarche globale d'aménagements du territoire aux échelles appropriées. La multiplication des classifications et ACP sur une image satellitaire et l'AFC sur l'ensemble du bassin apportent une contribution importante à la compréhension de ce phénomène. Les incendies de forêts engendrent des modifications fondamentales. L'étude diachronique de l'évolution du Paillon, par le biais de 3 séries de photographies grâce à la télédétection et au SIG permet de cerner des dimensions spatio-temporelles très précises. L'étude de la simulation de la propagation du feu aide à la prise de décision.

Depuis les 100 dernières années, la température de la Terre a fortement augmenté en raison des changements climatiques. Par exemple, le sud du Québec a connu des anomalies d’environ +1,2 °C depuis 1970. Or, deux conséquences possibles d’une telle augmentation de température sont (i) le déplacement des distributions géographiques des espèces vers des latitudes ou altitudes plus froides, et (2) une modification des communautés favorisant les espèces adaptées au chaud. À l’été 2012, l’inventaire floristique effectué par Gilles Marcotte et Miroslav Grandtner en 1970 a été reproduit dans le Parc du Mont-Mégantic. Ce site d’étude se distingue par un fort gradient altitudinal et une transition abrupte entre la forêt de feuillus et la forêt boréale, ce qui en fait un site propice à l’étude des questions reliées au climat. Ainsi, 48 parcelles de 0,1 et 0,2 acres (~400 et 800 m2) ont été inventoriées à 42 ans d’intervalle sur l’ensemble du parc. Ce mémoire vise donc à déterminer s’il y a eu des changements dans les communautés végétales du Mont-Mégantic, et si oui, si ces changements vont dans la direction prédite par le réchauffement climatique. Les résultats suggèrent un effet visible du réchauffement climatique puisque les espèces se sont en moyenne déplacées vers le sommet de façon notable, toutes strates confondues (8,5 ± 1,6 m par décennie). De plus, cette augmentation de l’altitude moyenne des espèces est cohérente avec une augmentation des Community Temperature Indices (CTI) et des Community Moisture Indices (CMI) des parcelles (0,2 ± 0,1 °C et -0,13 ± 0,05 unités arbitraires d’humidité, respectivement, en 42 ans), suggérant une représentation légèrement accrue des espèces adaptées au chaud et au sec. Ces résultats sont cohérents avec le réchauffement régional observé, puisque celui-ci peut réduire la disponibilité de l’eau. Par contre, un rôle potentiel du changement de régime de lumière a été mis en évidence, particulièrement pour les herbacées, qui sembleraient affectées par une ouverture accrue de la canopée par rapport à 1970. Finalement, considérant que la variation spatiale des CTI est équivalente au gradiant adiabatique de température (-0,55 °C/100 m d’altitude), nos résultats indiquent que les espèces végétales du Mont-Mégantic subissent probablement un retard les empêchant de se déplacer de manière à suivre l’augmentation de température observée. Les conclusions de ce mémoire soulignent que le réchauffement climatique peut mener à des changements visibles dans les communautés végétales, et ce, même lorsque ces communautés sont relativement bien protégées.

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.

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