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La télédétection satellitaire offre de nouvelles promesses pour le suivi à grande échelle de territoires reculés, mais les capteurs multispectraux généralement utilisés pour ce type d’étude n’offrent pas une information suffisamment détaillée. Les capteurs lidar apportent une nouvelle vision des écosystèmes forestiers, par leur capacité à mesurer directement la structure verticale des éléments recouvrant le sol. Une méthode tirant avantage de ce type de données a été développée pour permettre de répondre à la problématique du suivi de la biomasse aérienne des écosystèmes forestiers du Québec, qui couvrent une superficie de 1.3 M Km2. Des équations allométriques permettent d’estimer la biomasse aérienne sèche pour l’ensemble des arbres d’une placette d’inventaire et le contenu en carbone équivaut à 50% de cette biomasse. À l’aide de données provenant d’un capteur lidar profileur aérien, une équation générique permettant d’estimer la biomasse de ces placettes a été développée (R2 = 0.65, n=207). Puis, en utilisant une carte de couverture du sol Landsat ETM+ et une carte des zones de végétation, des équations ont aussi été développées pour des strates représentant trois types de couverts forestiers répartis dans trois grandes zones de végétation (R2 variant de 0.51 à 0.79). Le système lidar aérien a aussi survolé quatre portions d’orbite du Geoscience Laser Altimetry System (GLAS), à bord du satellite ICESat. Les données de ces orbites du GLAS et d’un modèle numérique d’élévation SRTM ont été utilisées pour développer une équation permettant de prédire la biomasse aérienne sèche estimée par le lidar aérien (R2 = 0.59, n=1325). Les résultats obtenus de cette régression nous ont permis d’utiliser les 104 044 impulsions lidar de GLAS disponibles pour la zone d’étude pour estimer la biomasse aérienne sèche totale tant pour les principales zones de végétation que pour la zone d’étude en entier. Pour la zone d’étude, la biomasse est en moyenne de 39.0  2.2 (erreur type) Mg ha-1 pour un total de 4.9  0.3 Pg et sa distribution parmi les zones de végétation principales au Québec est 12.6% feuillus nordiques, 12.6% mélangés nordiques, 38.4% boréale commerciale, 13% boréale non-commerciale, 14.2% taïga, et 9.2% toundra arborée. Les forêts non-commerciales représentent 36% de la biomasse aérienne estimée alors que les forêts boréales représentent 51% de cette biomasse. / A method to estimate aboveground dry biomass of Quebec’s forest ecosystems was developed using data from a spaceborn lidar. The study area covers the portion of the province south of the treeline, an area of 1.3 M Km2. Biomass was first estimated for ground inventory plots using allometric equations. A small footprint laser profiler then flew over these inventory plots to develop a generic airborne lidar-based biomass equation (R2 = 0.65, n=207). As well, the Landsat ETM+ land cover map and the vegetation zone maps were used to develop stratified equations (R2 ranging between 0.51 and 0.79). The same airborne lidar system flew along four portions of orbits of the ICESat Geoscience Laser Altimeter System (GLAS). An equation was developed to predict airborne profiling lidar estimates of aboveground dry biomass from GLAS data and from the SRTM digital elevation model (R2 = 0.59, n=1325). These results allowed us to use the 104,044 GLAS pulses available over the study area to estimate the total aboveground dry biomass for the main vegetation areas of Quebec as well as for the entire study area. Biomass for the entire study area averaged 39.0  2.2 (standard error) Mg ha-1 and totalled 4.9  0.3 Pg with 36% of this biomass located in non-commercial forests and 51% located in the boreal forest (both commercial and non-commercial). / Inscrit au Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures

La visualisation géographique de l’information est un aspect important du SOLAP. Elle est le troisième élément clé pour supporter une analyse facile, rapide et intuitive des données prônée par l’approche SOLAP. Cependant, à ce jour, aucune étude ne s’est intéressée spécifiquement à cet aspect du SOLAP et les stratégies de visualisation utilisées traditionnellement dans les SIG ne conviennent pas à l’approche interactive et multidimensionnelle. Ce mémoire présente une recherche exploratoire proposant premièrement de placer la visualisation géographique au cœur de la relation entre l’utilisateur et la base de données. Cette stratégie fait ressurgir plusieurs besoins et possibilités explorées au cours de ce mémoire. Le respect de la flexibilité d’analyse SOLAP, les divers types de visualisation nécessaires pour rendre les différents types de requêtes, puis les manipulations graphiques qui peuvent s’opérer dans un environnement SOLAP font l’objet de propositions. Deuxièmement, ce mémoire propose une méthode permettant une relation directe entre les données et leur visualisation, sans l’intermédiaire de l’utilisateur. La solution théorique résultante respecte la philosophie d’exploration interactive prônée par l'approche SOLAP. Elle suggère l’intégration de l’expertise en visualisation géographique à l’intérieur même de la technologie SOLAP par l’ajout de métadonnées et d’une base de connaissances sémiologiques. Ce premier pas vers une amélioration du processus de visualisation avec SOLAP ouvre la porte à plusieurs recherches ultérieures. /

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La visualisation géographique de l’information est un aspect important du SOLAP. Elle est le troisième élément clé pour supporter une analyse facile, rapide et intuitive des données prônée par l’approche SOLAP. Cependant, à ce jour, aucune étude ne s’est intéressée spécifiquement à cet aspect du SOLAP et les stratégies de visualisation utilisées traditionnellement dans les SIG ne conviennent pas à l’approche interactive et multidimensionnelle. Ce mémoire présente une recherche exploratoire proposant premièrement de placer la visualisation géographique au cœur de la relation entre l’utilisateur et la base de données. Cette stratégie fait ressurgir plusieurs besoins et possibilités explorées au cours de ce mémoire. Le respect de la flexibilité d’analyse SOLAP, les divers types de visualisation nécessaires pour rendre les différents types de requêtes, puis les manipulations graphiques qui peuvent s’opérer dans un environnement SOLAP font l’objet de propositions. Deuxièmement, ce mémoire propose une méthode permettant une relation directe entre les données et leur visualisation, sans l’intermédiaire de l’utilisateur. La solution théorique résultante respecte la philosophie d’exploration interactive prônée par l'approche SOLAP. Elle suggère l’intégration de l’expertise en visualisation géographique à l’intérieur même de la technologie SOLAP par l’ajout de métadonnées et d’une base de connaissances sémiologiques. Ce premier pas vers une amélioration du processus de visualisation avec SOLAP ouvre la porte à plusieurs recherches ultérieures.

Ce projet porte sur la problématique de l’influence de l’humidité sur la performance des attaches boulonnées des charpentes en bois. Afin d’améliorer la justesse des règles de calcul des charpentes en bois présentées dans la norme canadienne CSA-O86, nous vérifions, dans cette étude, la pertinence du coefficient de service (KSF) appliqué aux attaches dans des teneurs en humidité (TH) variables. Pour ce faire, nous utilisons cinq types d’attaches assemblées de bois sec (TH ≈ 12%) et humide (TH ≥ 19%) et testées en trois conditions d’humidité (TH ≈ 8%; TH ≈ 12%; TH ≥ 19%). Toutes les attaches sont constituées d’une membrure de pin gris (Pinus banksiana) de 89 mm d’épaisseur et de plaques de jonctions en acier de 6,4 mm d’épaisseur, le tout assemblé de boulons de 12,7 mm de diamètre de grade 2 et, dans certains cas, de grade 5. Les attaches sont à un, deux et six boulons; pour ce dernier, on fait varier l’espacement entre les rangées et entre les boulons. Chaque série inclut six éprouvettes, avec un joint à chacune des deux extrémités, pour un total de 198 tests de traction parallèle au fil du bois en double cisaillement. Les paramètres suivants sont déterminés pour chaque test : la limite de proportionnalité, le seuil de plasticité, la charge maximale, la rigidité, la ductilité et le mode de rupture. Les résultats de cette étude révèlent que c’est l’humidité du bois lors du test et non pas lors du montage qui est plus importante pour la performance des attaches. La rigidité augmente en proportion de la diminution de l’humidité en dessous du point de saturation des fibres, qui est accompagnée par une transition du mode de rupture de ductile à fragile. Les attaches assemblées et testées humides (TH > 19%) sont les plus faibles, mais les plus ductiles. Le séchage du bois a un plus grand effet sur les attaches avec un espacement plus petit entre connecteurs : en plus de la rupture fragile, leur résistance est réduite 15% en condition très sèche (TH ≈ 8%). La diminution de la résistance d’attaches en conditions très sèches est observée; néanmoins, pour les modes de rupture fragiles, le coefficient de service (KSF) est jugé trop conservateur. Des propositions sont faites et justifiées pour le remplacement du KSF par le coefficient de service en cisaillement et en traction longitudinale (KSv et KSt) dans les cas de rupture fragile, comme il est couramment recommandé dans la norme américaine National Design Specification. / This research is focused on the effect of moisture on the performance of bolted connections in timber structures. To improve the accuracy of the engineering design of timber structures based on the Canadian standard CSA-O86, we studied the relevance of the service factor (KSF) as applied to the lateral resistance of fastenings in different moisture conditions (MC). To reach this goal, we used five connection configurations assembled with seasoned (MC ≈ 12%) and unseasoned (MC ≥ 19%) timber and tested at various moisture conditions: wet (MC ≥ 19%), dry (MC ≈ 12%) and very dry (MC ≈ 8%). All connections were 89-mm thick jack pine (Pinus banksiana) sawn lumber and 6.4-mm thick steel side plates assembled with 12.7-mm diameter bolts of grade 2 and, in some cases, of grade 5. The joints included one, two or six bolts; in the latter, the fasteners were installed in two rows with various spacing between the rows and between the bolts in a row. Each series consisted of six specimens, with a joint at both ends, with a total of 198 tests in tension parallel to grain of wood in double shear. The following parameters were determined from each test: proportional limit, yield point, maximum load, stiffness, ductility and failure mode. Results of the study revealed that it was moisture content at test and not at the time of assembly that influenced the performance of the tested connections the most. The stiffness increased in direct proportion with the decrease of moisture content below the fibre saturation point, which was accompanied with a transition from ductile to brittle failure. Connections assembled and tested unseasoned (MC > 19%) were the weakest but the most ductile. Seasoning had the highest effect on the connections with the minimum spacing of fasteners within and between the rows: not only were they the most brittle, their load capacity was reduced 15% in very dry conditions (MC ≈ 8%). The reduction of load capacity of connections in very dry conditions was observed; yet for brittle failure modes, the service factor KSF was found to be overly conservative. Proposals are put forward and justified to replace the KSF by service condition factors in longitudinal shear and tension (KSv and KSt) in case of brittle failure modes, which is the current recommended practice in the US National Design Specification.

Contrairement à ce que décrivaient Fretwell et Lucas (1969) dans leur approche de distribution idéale libre, la sélection d’habitat est régie par un certain nombre de contraintes que prennent en compte les animaux chaque fois qu’ils se déplacent dans un paysage. Pourtant, ces contraintes sont rarement prises en compte dans les études de sélection des habitats, et leur évaluation est rare. Les modèles spatialement explicites, de plus en plus courants pour prédire les répartitions spatiales futures des populations animales, reposent donc le plus souvent sur des jugements experts à propos de paramètres tels que la résistance aux déplacements et l’horizon de perception. Enfin, la radio-télémétrie est la technique employée le plus communément pour récolter des données de déplacement, mais il s’agit d’une méthode coûteuse à laquelle d’autres alternatives existent. Cette étude a pour objectif de (1) développer une approche peu coûteuse permettant d’analyser des déplacements à partir de données de répartition spatiale, et (2) évaluer la valeur de deux paramètres (la résistance aux déplacements dans différents habitats et la résolution spatiale) intégrés dans les études de simulation appliquées à la martre d’Amérique (Martes americana). Les données ont été obtenues par pistage hivernal entre 2004 et 2008 à la forêt Montmorency, 70 km au Nord de Québec, Canada. Pour chaque année de données, j'ai défini 150 scénarios de résistance, basés sur trois résolutions spatiales (5 m, 25 m et 100 m), 10 résistances aux déplacements en milieu ouvert (facteur de 4 à 1000) et cinq scénarios variant en termes d'effet de lisière ou de coûts associés aux jeunes peuplements (11-30 ans). J'ai ensuite simulé des trajets au moindre coût avec un système d'information géographique (SIG). Les points d’intersection entre les trajets simulés et les transects suivis constituaient des pistes de martres simulées qui étaient comparées aux pistes réelles de martres pour évaluer la performance de chaque modèle de résistance. Dans 78 % des cas (45 % significatifs), les simulations ont mieux performé que le modèle nul correspondant (coûts égaux dans tous les habitats), suggérant que la structure en mosaïque du site d’étude limite les déplacements de la martre d’Amérique. Avec l’ajout d’un milieu intermédiaire (11-30 ans) entre le milieu ouvert (0-10 ans) et la forêt mature (> 31ans), le pourcentage de succès des simulations s'élevait à 93 % (53 % significatives), ce qui porte à croire que les milieux jeunes limitent davantage les déplacements que les forêts matures. De plus, toutes les simulations avec une résolution spatiale de 100 m étaient significativement plus performantes que le modèle nul, ce qui laisse supposer que l’horizon de perception de la martre était au moins de 100 m. Cependant, la performance des modèles variait peu d'un coût hypothétique à un autre (à l'intérieur d'un scénario), ce qui ne m'a pas permis d’estimer la résistance précise pour chaque type d’habitat. L’étude des déplacements à partir de données ponctuelles de répartition spatiale semble prometteuse, et pourrait livrer des résultats utiles dans des paysages fortement fragmentés. / In contrast to the ideal free distribution (Fretwell and Lucas 1969) framework, animals have to face numerous constraints when moving through landscapes. However, these constraints have rarely been integrated, let alone quantified, into habitat selection studies. Spatially-explicit models are increasingly used to make predictions about distribution of animal populations, but they are based on subjective estimations of movement parameters such as resistance to movement and perceptual range. Finally, most ecologists studying movements collect data by radio-telemetry, but this is an expensive method to which alternatives exist. The objectives of this study were to (1) develop an inexpensive approach to analyze movements from spatial distribution data, and (2) estimate value of two parameters (movement resistance and perceptual range) integrated in simulation models of American martens (Martes americana). Every winter from 2004 to 2008, marten tracks were located by snow-tracking. For each year, I designed 150 movement resistance scenarios differing by three spatial resolutions (5 m, 25 m, and 100 m), 10 resistance factors in open areas (range 4-1000), and five scenarios differing by edge effect and relative movement cost in young stands (age 11-30 y). With a Geographical Information System (GIS), ‘least-cost’ paths were generated across the study area, according to each cost scenario. Nearest-neighbor distances between points where simulated paths met transects and real marten tracks were used to assess simulation performance. In 78 % of cases (45 % significant), resistance scenarios performed better than corresponding null models (equal resistance in all habitats), suggesting that mosaic structure of our study area did limit movements of American martens. Adding intermediate movement values for young forests increased simulation performance to 93 % (53 % significant), suggesting that movement resistance in young stands was higher than in mature forest. All simulations with a pixel size of 100 m performed significantly better than null models, suggesting that marten perceptual range was at least 100 m. However, model performance was similar among hypothetical movement costs in the open (within scenarios), preventing a reliable estimate of relative movement cost in the open. Studying movements with snow-tracking data appears promising, and may yield useful results in highly fragmented landscapes. /

L’exploitation de l’érable à sucre (Acer saccharum) pour la production de sirop est d’une grande importance économique et sociale au Québec. Cependant, l’entaillage cause une blessure à l’arbre et celui-ci réagit, entre autres, en formant des murs de compartimentage qui vont limiter le développement du bois coloré improductif. Dans le but de mieux comprendre les mécanismes du compartimentage, des érables matures ont été entaillés et traités avec divers régulateurs de croissance (les acides jasmonique, abscissique et salicylique, l’éthylène, le thidiazuron (une cytokinine) et la bétaïne) pouvant jouer des rôles importants lors de l’induction de ces mécanismes. Des analyses de volume de bois coloré ont révélé que son développement semble influencé par l’application de lanoline. De plus, une blessure fraîche traitée avec la lanoline réagira fortement en limitant la progression de la colonne de bois coloré. Nos données montrent aussi que les volumes de bois coloré suite à l’utilisation de petites entailles sont moins importants que ceux apparaissant suite à l’entaillage conventionnel. Les murs du compartimentage ne semblent pas être influencés par l’application de lanoline mélangée ou non aux régulateurs de croissance. Les 3000 échantillons prélevés à divers endroits autour et dans la zone affectée par l’entaille ont permis de découvrir des caractéristiques nouvelles sur le compartimentage. Une zone d’autofluorescence jaune révélée sous illumination bleue se trouve accolée aux murs 3 et 4. Cette fluorescence contribue particulièrement à rendre les murs 3 plus complets. Cependant, la nature chimique de cette fluorescence n’a pas pu être précisée par les tests utilisés. Une expérience avec des boutures d’érable ayant subi des blessures mécaniques révèle que la bétaïne et le thidiazuron ont des effets sur le compartimentage. De plus, contrairement aux attentes, la lanoline semble nuire à la fermeture des blessures. En définitive, cette étude aura permis de recueillir des observations inédites sur le compartimentage ainsi que d’entrevoir des possibilités intéressantes quant à la stimulation de cet important mécanisme de défense chez l’arbre à l’aide des phytohormones.

L'objectif de l'étude est de développer l'information requise pour la conception structurale des joints utilisés dans les armatures des meubles rembourrés construites avec des panneaux OSB. On présente trois niveaux d'essais: 1) le matériau, avec interaction matériau / attaches (vis et agrafe), 2) le joint (plaques gousset et métallique), et 3) modélisation d'une structure de sofa en OSB. En premier, les essais des propriétés des matières premières OSB, MDF et PB, notamment l'effet de la densité localisée sur la performance en résistance de l'attache dans les panneaux à base de bois, sous les chargements statique et cyclique ont été examinés. Les résultats montrent que l'OSB a obtenu la variation de densité la plus élevée dans le plan et en épaisseur, avec une résistance plus critique avec les vis qu’avec les agrafes. La densité des panneaux MDF a moins varié, conférant une résistance plus homogène. En second, on a déterminé la résistance en flexion dans le plan et dehors du plan des joints de gousset et de plaque métallique avec différentes configurations sous les charges statique et de fatigue. Les résultats indiquent que l'adhésif est le facteur le plus important affectant l'efficacité des joints. Une augmentation de longueur des goussets de 102 à 203 mm (4 à 8 po) a accru la charge maximale pour le joint collé et pour le joint sans colle. L'utilisation de deux paires de plaques était le facteur prédominant dans l'efficacité des joints avec métal. Un rapport de résistance statique-à-fatigue peut être adopté comme rapport de dépassement pour la conception des armatures de meubles rembourrés avec les joints réalisés avec des goussets (2,1) et plaques métalliques (2,5). En général, la résistance en flexion dans le plan était beaucoup plus grande que la résistance en flexion en dehors du plan pour les joints réalisés avec des plaques métalliques et avec goussets. Finalement, trois configurations d'armature de sofa trois-places fait en OSB avec deux types de joints et trois niveaux de charges ont été modélisés en utilisant le logiciel SAP2000. Le modèle optimal s’avère utilisable en chargement léger, moindrement pour un chargement moyen et inutilisable pour un chargement élevé. / The objective of the study was to develop the information needed for the engineered design of joints used in upholstered frames constructed of OSB. Presented are three levels of tests: 1) material level, including interaction of material/fasteners (screw and staple), 2) joints level (gusset-plate and metal-plate), and 3) modeling of a sofa frame made of OSB. First, tests of basic material properties of OSB, MDF and PB, and localized density effecting on fastener holding capacities in wood-based panels under static and cyclic loading were examined. Results showed that in both static and cyclic loads, OSB had the highest density variation in plane and through thickness, which was more critical to the screw than to the staple holding capacities. The density of MDF panels varied the least, leading to a more uniform fastener holding capacity. Second, in-plane and out-of-plane moment capacities of OSB gusset-plate and metal-plate joints with different configurations were determined under static and fatigue loads. Results indicated that application of glue was the most important factor affecting the performance of the joints. An increase in length of gusset-plate from 102 to 203-mm (4 to 8-in) increased the peak load for both glued and unglued joints. For metal-plates, the use of two pairs of plates was the most important factor that affected the performance of the joints. For fatigue tests, the average values of 2.1 and 2.5 can be used as the passing static-to-fatigue ratio for design of upholstered furniture frames with OSB gusset-plate and metal-plate joints, respectively. In general, in-plane moment capacities were found to be 4 to 6 times higher than out-of-plane moment capacities for both metal-plate and gusset-plate joints. Finally, three configurations of three-seat sofa frame made of OSB with two types of joints under three levels of service acceptance loads were modeled using the finite element program SAP2000. The results demonstrated that the sofa frame model can pass light-service acceptance level load; there is the limit to pass medium-service acceptance level load; and it could not serve the heavy-service acceptance level load.