Malgré d’abondantes recherches sur le pergélisol au Nunavik, les sols polygonaux et la fissuration thermique du sol, aucune étude n’a encore été réalisée concernant la distribution spatiale de la fissuration active du sol par le gel et sur les sols polygonaux. Cette étude évalue l’activité de fissuration par le gel des polygones à fissures de contraction thermique sous les conditions climatiques actuelles et l’impact des paléoclimats froids de l’Holocène sur la répartition des polygones à travers les différentes zones bioclimatiques du Nunavik. Des milliers de photographies aériennes géoréférencées (n= 80 737) ainsi que les images satellitaires disponibles et accessibles via le logiciel ArcMap d’Esri (264 504,14 km²) ont été analysés afin de dresser un inventaire des polygones de toundra du Nunavik. Au total, 4 567 réseaux polygonaux ont été inventoriés. Pour chaque site répertorié, l’arrangement géométrique (par exemple : réseaux ouverts, fermés ou sans structure organisée), les angles d’intersection, les ordres de fissuration, le type de bombement et de bourrelets (plats, à centre surélevé, etc.), la nature du dépôt de surface affecté et la nature de la végétation dominante ont été notés et enregistrés dans une base de données. Les résultats et la modélisation des conditions de fissuration indiquent que les réseaux polygonaux actuellement actifs sont localisés au-delà du 60e parallèle Nord dans les dépôts organiques ou sur les terrasses sablonneuses recouvertes par un dépôt organique. Les tests statistiques effectués sur notre échantillon (n= 4 567) ont démontré qu’il existe une forte relation de covariance entre la nature du dépôt et les différents angles formant les réseaux. Il existe une prépondérance des réseaux orthogonaux (90°) sur les terrains plats ouverts où les contraintes thermo-mécaniques sont spatialement réparties de façon homogène dans le sol. Lorsque la topographie locale irrégulière engendre des flux de chaleur inégaux et des contraintes thermo-mécaniques hétérogènes, forçant un patron de fissuration irrégulier, le réseau tend à former un patron hexagonal (120°). / Despite abundant research in Nunavik on permafrost, ice-wedge polygons and ground thermal cracking, no study has yet been addressing the spatial distribution of active frost cracking and of thermal contraction crack polygons. To fill that knowledge gap, this study evaluates the spatial distribution of actively cracking polygons under the current climate conditions across the different bioclimatic zones of Nunavik. The study also assesses the importance of cold Holocene climate episodes for the formation of polygonal networks over the territory. Thousands of geo-referenced aerial photographs (80 737) and Esri satellite images (264,504.14 km²) were analyzed to conduct an extensive inventory of Nunavik's tundra polygons. A total of 4,567 polygonal networks were inventoried. For each identified site, the arrangement (e. g. open, closed or unorganized networks), intersections (angles), cracking orders (primary, secondary and tertiary cracks), type of bulge and rims (flat, high-centred, low-centred), the affected surficial geological materials and the vegetation cover were noted and compiled in a database. Mapping of the results and modelling of cracking conditions indicate that currently active polygonal networks are only present beyond 60°N, in the herbaceous tundra principally in organic soils, on raised beaches and on sandy organic-covered fluvial terraces. In addition, the statistical tests carried out on our sampled population showed that there is a strong dependency between the types of surficial deposits and the different angles forming the polygonal networks. Orthogonal polygons (90° intersection angles) dominate on flat terrains where the thermo-mechanical stresses are spatially homogenous and hexagonal polygons (120° intersection angles) are observed more likely on uneven terrain where local topography generates non-homogenous heat flows and uneven thermo-mechanical stresses in the ground, thus forcing a less regular cracking pattern

Les systèmes de projection cartographique adaptés aux services de cartographie web, suscitent encore de nombreuses questions de recherche. La majorité des services de cartographie Web (ex. Google Maps, Bing Maps) utilise la Projection Web Mercator(WMP), mais cette dernière présente de grandes distorsions systématiques notamment dans les régions nordiques. Il nous est alors paru nécessaire de développer une autre méthode permettant de projeter la surface du globe avec un minimum de distorsion. Notre approche s’inspire de la projection myriahedrale qui suppose que chaque face du myriahedron est suffisamment petite de telle sorte que les distorsions soient négligeables. La méthode proposée consiste à explorer une nouvelle approche de tessellation de la surface du globe et qui permet de projeter la surface du globe sur les faces de la tessellation et à plusieurs niveaux de détails. Cela permet de compenser la faiblesse des méthodes de tessellations existantes utilisées dans la cartographie Web. Cette tessellation utilise un icosaèdre comme modèle géométrique de base avec une densité de partitionnement des faces de l’icosaèdre entre les niveaux de récursivité égale à 4.La méthodologie proposée consiste en quatre étapes successives: a) la construction d'une structure hiérarchique qui résulte de la subdivision récursive des faces de l'icosaèdre ; b) la définition d’un système de projection approprié à la tessellation icosaédrique; c) la projection des données géospatiales de la sphère terrestre sur chaque face de l’icosaèdre; d) le dépliage de la tessellation icosaédrique résultante sur un plan en utilisant des algorithmes de calcul du plus court chemin afin de maintenir le voisinage autour du point d’intérêt. Nous présenterons les étapes de développement et d’implémentation du système proposé et les résultats obtenus dans le cadre de ce projet de recherche. L’étude comparative avec d’autres systèmes de projection montre que notre approche minimise mieux les déformations par tout sur le globe et surtout dans les régions nordiques. / Map projection systems adapted to web mapping services still raise many research questions. The majority of web mapping services (ex. Google Maps, Bing Maps) use Web Mercator Projection (WMP) which introduces large systematic distorsionsin spatial data especially in polar rigions. Therefore, it is necessary to develop an alternative method for projecting these regions with minimal distortions. Our approach is inspired of myriahedral projections which assume that each face of a myriahedron is small enough so that the distortions are negligible. Here, in this research work we propose a new approach for the tessellation of the surface of the globe and the projectionof the spatial information from the glob to the faces of the tessellation at differentlevels of details. This compensates for the weakness of the methods used for tessellation in the existing web mapping systems. The proposed tessellation is created based on an icosahedron with a partitioning density of the faces equal to 4. The proposed methodology consists of four stages: a) constructing of a hierarchical structure resulting the recursive subdivision of the faces of the icosahedron, while maintaining topological relationships between the triangles in each level of detail; b) defining of an appropriate projection system to the icosahedral tessellation; c) projecting of geospatial data of the terrestrial sphere on each face of the icosahedron; d) unfolding the resulting icosahedral tessellation on a plane around a point of interest. Here we present different stages of development and implementation of the proposed system and the results obtained in the framework of this research project. The comparative study with other projection systems shows that our approach allows to better minimize different distortions every where on the globe and specially in the polar rigions.

Les données massives se situent au coeur de beaucoup d’enjeux scientifiques et sociétaux, et leur volume global ne cesse de croître. Il devient donc crucial de disposer de solutions permettant leur traitement et leur analyse. Hélas, alors qu’une majorité de ces données intègrent une composante spatiale vectorielle, peu de systèmes sont à même de gérer cette dernière. En outre, les rares prototypes qui s’y essaient respectent mal les standards ISO et les spécifications OGC et présentent des performances limitées. La présente recherche visait donc à déterminer comment gérer les données spatiales massives vectorielles de façon plus complète et efficiente. Il s’agissait en particulier de trouver une façon de les indexer avec une bonne scalabilité horizontale, d’assurer leur compatibilité avec la norme ISO-19125 et ses extensions, et de les rendre accessibles depuis les logiciels SIG. Il en résulte le système Elcano, une extension spatiale au système de gestion de données massives Spark qui fournit des performances accrues par rapport aux solutions du marché. / Big data are in the midst of many scientific and economic issues. Furthermore their volume is continuously increasing. As a result, the need for management and processing solutions has become critical. Unfortunately, while most of these data have a vectorial spatial component, almost none of the current systems are able to manage it. In addition, the few systems who try either do not respect the ISO standards and OGC specifications or show poor performances. The aim of this research was then to determine how to manage the vectorial massive data more completely and efficiently. The objective was to find a scalable way of indexing them, ensuring their compatibility with ISO-19125 and its extensions, and making them accessible from GIS. The result is the Elcano system. It is an extension of the massive data management system Spark which provides increased performance compared to current market solutions.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2013-2014. / L’Arctique canadien est affecté par des changements rapides de ses écosystèmes naturels depuis plusieurs années. Dans le but d’accroître nos connaissances sur la variabilité climatique de la région du lac Nettilling (Nunavut), l’objectif du projet est de reconstruire les conditions climatiques passées afin de prévoir les impacts des changements futurs en utilisant une approche « multi-proxy » basée sur des paramètres physiques, chimiques et biologiques de carottes de sédiment lacustre. Des carottes sédimentaires lacustres ont été prélevées dans une baie au nord-est du lac Nettilling. Ce site a été choisi selon l’hypothèse que les crues d’eau de fonte de la calotte glaciaire Penny affectent les processus sédimentaires du lac et qu’un signal climatique est enregistré dans la séquence sédimentaire. Les résultats montrent la succession du Petit Age Glaciaire suivi du réchauffement récent. On démontre aussi que les profils géochimiques sont fortement corrélés avec d’autres indicateurs climatiques (carottes de glace, avancées glaciaires et varves). Mots-clés : Lac Nettilling (Île de Baffin), sédiments lacustres, géochimie, paléolimnologie, paléoenvironnements, changements climatiques.

Le graffiti s'exerce aujourd'hui dans la plupart des villes du monde. En envahissant les villes, les graffitis déroutent les citadins par le mystère de leur origine, de leur signification et de leur mobile. Dès lors, l'objectif de cette étude est de déchiffrer les graffitis, d'en expliquer les raisons en allant directement à la rencontre de ceux qui les font et en analysant les relations à l'espace de ces individus ainsi que les enjeux qui en découlent. La pratique du graffiti implique une création de territoire, car les graffiteurs inscrivent sur les espaces urbains des symboles, des valeurs personnelles, des idéologies qui symbolisent une réappropriation du territoire. La conception et la forme de ce territoire varient, mais de quelle façon ? Quels sont les facteurs qui entrent dans la conception de ce territoire ? Comment peut-on le définir ? Sous un regard géographique, quelles réflexions pouvons-nous apporter sur les enjeux sociaux et spatiaux de la pratique ? Il s'agit de démontrer par cette étude que les graffiteurs, de même que la société dans laquelle s'insèrent les graffitis (interaction sociale) et l'espace dans lequel ceux-ci se localisent, participent à la construction du territoire des graffiteurs.

Les lacs du Québec méridional sont soumis à des pressions humaines croissantes. Conséquemment, on observe une accélération de l’eutrophisation avec les effets indésirables y étant associés, comme un accroissement des cyanobactéries. La disponibilité du phosphore est l’élément « clé » de l’état de santé d’un lac, ce nutriment est essentiel à la croissance des cyanobactéries et des algues. Un excès de phosphore favorisera la prolifération des cyanobactéries. Ainsi, un juste équilibre est recherché pour maintenir un lac en santé et éviter son vieillissement prématuré. Bien que l’accroissement du phosphore s’inscrit dans le processus naturel de l’eutrophisation, l’enrichissement d’un lac devrait s’échelonner sur des millénaires plutôt que sur des dizaines d’années, comme observé dans certains lacs subissant l’influence des activités humaines. La gamme des conditions rencontrée au cours du processus d’eutrophisation a permis d’établir une échelle de qualité des lacs basée sur les différentes espèces de diatomées. En s’appuyant sur les préférences écologiques des diatomées, des outils ont été créés pour documenter, d’une part, les concentrations en phosphore qui prévalaient dans les lacs par le passé, et d’autre part, l’évolution de leur état trophique. Nous avons démontré que la composition des assemblages de diatomées était principalement influencée par la physico-chimie de l’eau et la morphométrie des lacs, et que les changements engendrés par l’eutrophisation sur ces derniers facteurs transformaient la composition des assemblages de diatomées. Conséquemment, la similarité entre les assemblages a permis de départager plusieurs groupes de diatomées correspondants à des états trophiques particuliers. Une typologie des lacs a été développée pour les communautés moderne et fossile de diatomées. Incidemment, la différence entre les assemblages de diatomées permet maintenant d’estimer l’ampleur des changements trophiques survenus dans un lac au cours du temps. Finalement, les outils développés et les connaissances acquises dans le cadre de cette thèse ont été utilisés pour la création de « MILQ », soit une Méthode pour évaluer l'Intégrité écologique des Lacs tempérés du Québec. MILQ permettra d’établir l’état de santé actuel d’un lac et l’ampleur des changements trophiques survenus depuis l’arrivée des colons européens. / The lakes of southern Québec are under increasing human pressure. Consequently, increased eutrophication often generates an increase of cyanobacteria. Based on the ecological preferences of diatoms, diagnostic and biomonitoring tools were developed to document baseline conditions of total phosphorus in the water column of lakes and the evolution of trophic status. Our series of lakes represent a range of trophic states representing different levels of eutrophication. We have demonstrated that the composition of diatom assemblages in the study sites was mainly influenced by the water chemistry and lake morphometry, and changes of these factors caused by eutrophication transformed the community of diatoms. The similarity or discrepancy among the diatom assemblages allowed for the separation of several groups of assemblages corresponding to different trophic states. A typology of lakes has been developed for both modern and fossil diatom communities. The comparison between the two typologies was used to assess the maximum distance between assemblage groups representing oligotrophic and hypereutrophic conditions. In this way, we estimated the extent to which trophic changes occurred over time in a lake. It has also been possible to develop inference models to document historical changes in total phosphorus concentrations in lake water columns. Finally, the monitoring tools developed and the knowledge acquired as part of this thesis were used to create "MILQ”: A Method for the evaluation of the ecological Integrity of temperate Lakes in Quebec.

Dans les dernières années, un grand nombre d’inondations ont touché le Québec et ont eu des effets tant sur les populations que sur l’environnement bâti. Certaines populations sont d’ailleurs plus vulnérables aux impacts d’une inondation que d’autres. Pour évaluer cette vulnérabilité, deux dimensions peuvent être analysées, soit la sensibilité et la capacité à faire face. La capacité à faire face constitue souvent le maillon faible dans le processus d’évaluation de la vulnérabilité, en particulier lorsqu’on souhaite évaluer cette vulnérabilité sur un vaste territoire pour une échelle relativement fine. Parmi le nombre limité d’indicateurs disponibles de la capacité à faire face, la majorité concerne des indicateurs d’accessibilité et de proximité à des services. Ce manque de connaissances théoriques et pratiques sur la capacité à faire face rend l’analyse de la vulnérabilité incomplète étant donné qu’une population peut réduire sa vulnérabilité en améliorant sa capacité à faire face. Ainsi, ce mémoire vise à diversifier et proposer de possibles indicateurs de la capacité à faire face de la population québécoise aux inondations afin d’améliorer l’évaluation de la vulnérabilité de ces populations. Dans le but d’identifier ces indicateurs, une revue de littérature ainsi qu’un sondage auprès de professionnels du domaine de la sécurité incendie, des mesures d’urgence, de l’aménagement du territoire et autres s’appuyant sur la méthode de la cartographie conceptuelle ont été réalisés. À terme, les résultats du sondage ont permis d’identifier les indicateurs qui semblent déterminants pour la capacité à faire face aux inondations. Parmi ceux-ci, on retrouve la proportion d’espaces verts, le taux de possession automobile, la mise en place d’un plan de mesures d’urgence et d’un système d’alerte, la désignation d’un coordonnateur en mesures d’urgence, etc. Nos recherches ont toutefois démontré que certaines données nécessaires à l’élaboration de ces indicateurs sont indisponibles, inexistantes ou confidentielles. Ce mémoire met ainsi en évidence la pertinence d’approfondir la réflexion à ce sujet et de diversifier les indicateurs de la capacité à faire face aux inondations.

Afin de mieux comprendre et documenter la relation entre les changements environnementaux et l’occupation humaine dans les régions arctiques, une étude géoarchéologique d’un site inuit unique au Nunavik a été entreprise. Ce site, localisé sur la presqu’île d’Aivirtuuq (Kangiqsujuaq), est nommé « Rivière aux ossements » (Saunitarlik en inuktitut); il constitue un site où des activités de boucherie ont eu lieu vers la fin du 19e siècle. Les analyses chrono-stratigraphiques et sédimentologiques des coupes excavées dans la vallée démontrent une succession d’unités associées à un 1) till remanié par la mer, 2) dépôt littoral de plage, 3) dépôt de ruissellement de surface et 4), dépôt éolien. La comparaison de ces résultats avec ceux des études régionales indique que le ruissellement nival ayant affecté le site fut en lien avec des variations climatiques. La stratigraphie des coupes intra-site révèle la présence d’une couche sableuse, noirâtre et grasse imprégnée par des résidus issus de la décomposition des carcasses animales. La micromorphologie des sédiments de Saunitarlik révèle des traces de processus naturels dépositionels, post-dépositionnels et biopédologiques. Une analyse chimique par chromatographie en phase gazeuse a permis de démontrer l’origine animale des résidus noirâtres trouvés dans les sédiments archéologiques.

Le corpus de cette thèse est une contribution au projet de recherche multidisciplinaire sur le paléoclimat de la Béringie orientale de la fin du Pléistocène à nos jours. L'objectif principal était de reconstituer, le plus précisément possible, les paléotempératures de l'air en été et les conditions d'humidité de la fin du Pléistocène et de l'Holocène pour différents sites en Alaska. Des méthodes d'inférences basées sur l'étalonnage des relations entre la distribution des diatomées de plusieurs lacs et certains gradients climatiques ont été développées, perfectionnées et utilisées en vue de rencontrer notre objectif principal. Une méthode sophistiquée, permettant de sélectionner seulement les espèces de diatomées dont la distribution était fortement influencée par les variables climatiques d'intérêt, a été employée en vue de développer des modèles robustes et spécifiques. Un logiciel spécialement destiné à l'application de cette méthode a également été conçu. Les modèles développés ont été utilisés sur deux séquences sédimentaircs situées en Alaska. Les températures inférées suggèrent que la région du pont terrestre de Bering a connu des étés relativement doux et secs entre 30 000 et 15 000 ans BP (¹⁴C). Nos reconstitutions climatiques pour la période couvrant le tardi-glaciaire (15 000 à 10 000 ans BP), indiquent que les étés ont été plus chauds qu'aujourd'hui. Quoique légèrement plus humide qu'au pléniglaciaire, le tardi-glaciaire semble avoir été marqué par des conditions sèches. Bien que nos reconstitutions de températures diffèrent de certaines interprétations proposées à ce jour dans la littérature pour la fin du Pléistocène, elles concordent avec d'autres inférences quantitatives récemment proposées. Pour la région du centre de l'Alaska, nos résultats suggèrent que la transition à l'Holocène a été marquée par d'importants changements climatiques, notamment d'humidité relative. Toutefois, nos reconstitutions ne supportent aucune évidence d'une période chaude au début de l'Holocène comme l'avait suggéré d'autres études.

Cette thèse analyse la dimension géopolitique des ressources naturelles présentes sur le territoire de la RDP lao. Elle ambitionne de mettre en lumière les raisons, les acteurs et les effets sur les territoires riches en ressources, et d’analyser les interactions externes et internes entre les différents acteurs, ainsi que les discours et les représentations qui les accompagnent et les soutiennent. Elle vise donc à rendre lisible l’exploitation des ressources naturelles en identifiant les motifs et les interactions des acteurs. Autrement dit, il s’agit ici de mettre en évidence un ensemble de déterminations dans les choix géopolitiques des acteurs locaux, nationaux et internationaux d’un phénomène d’appropriation et de développement qui se déploie sur le territoire laotien. L’originalité de ce travail réside dans le fait qu’il constitue la première tentative de mise en œuvre systémique et empirique de l’étude de la géopolitique des ressources naturelles du Laos. Il s’est attaché à démontrer la pertinence et l’intérêt qu’est susceptible de présenter ce cadre d’analyse et méthodologique. En effet, le cadre d’analyse a fait preuve ici de sa capacité à être opérationnalisé dans une recherche priorisant la méthode et les outils géopolitiques. L’application des concepts de genèse, géohistoire, représentations et intégration régionale à la géopolitique des ressources du Laos a permis de produire une analyse originale à plusieurs titres et de confirmer les hypothèses de recherche. Cette étude cherche à montrer que L’État-parti a assuré sa pérennité en adaptant ses objectifs et en transformant ses structures économiques pour assurer une cohérence entre les objectifs qu’il vise dorénavant à l’échelle régionale et les moyens dont il dispose, à savoir ses ressources naturelles. Pour cela, Vientiane recourt à des stratégies comprenant des relations bilatérales, régionales et multilatérales multiples et simultanées. Cependant, la société laotienne est marquée par des niveaux de développement et des potentialités économiques très distincts, source de divergences lorsqu’il s’agira de déterminer définitivement les modalités de la répartition des richesses issues des ressources naturelles. En effet, compte tenu de ses pesanteurs historiques et politiques les élites et la population urbaine du Laos restent les principaux bénéficiaires de la rente et de l’intégration régionale.