À l’heure actuelle, la gestion des fertilisants dans les productions agricoles est un sujet auquel les producteurs et les gestionnaires accordent beaucoup d’attention. La sur-utilisation des fertilisants engendre des coûts environnementaux et financiers importants qui ont récemment mené à une législation, aussi fédérale que provinciale, dans ce domaine. Pour en arriver à l’utilisation optimale des fertilisants azotés, ce sont les carences des végétaux qui doivent être évaluées correctement. Ce projet de recherche vise à évaluer le potentiel de détection des carences nutritives en azote chez la pomme de terre par la télédétection spectrale infrarouge. Pour atteindre notre objectif, nous avons effectué une campagne de mesure en serre où le plan expérimental était sous forme de mesures répétées. Quatre niveaux de carences nutritives en azote ont été induits chez des plants de pomme de terre. Le stress causé par la carence nutritive chez les plants a été mesuré selon des techniques agronomiques et des techniques de télédétection, incluant la spectroscopie infrarouge. Une fois le potentiel de détection des carences évalué pour chaque technique, c’est la comparaison entres elles qui permet de déterminer lesquelles mèneront à la discrimination la plus hâtive dans la saison de croissance. Une combinaison optimale d’indice est identifiée et sa capacité de discrimination est quantifiée par une analyse discriminante. La recherche conclut à une amélioration notable du potentiel de discrimination du stress causé par une carence nutritive en azote en combinant 3 indices de télédétection spectrale. / At the present time, the management of fertilizers in the agricultural productions is a subject on which producers and administrators grant much attention. The overuse of fertilizers generates important environmental and financial costs which recently lead to both federal and provincial legislations in this field. To gain optimal use of nitrogenized fertilizers, one must evaluate correctly the plant‘s deficiencies. This research project aims at evaluating the potential of detection of the nutritive nitrogen deficiency on potato plants by the use of infra-red spectral remote sensing. To achieve our goal, we performed repeated measurements in a greenhouse experimental setup. Four levels of nitrogen deficiencies were induced on potato plants. The stress caused by the nutritive deficiency was measured according to agronomic techniques and remote sensing techniques, including the infra-red spectroscopy. Once the potential of detection evaluated for each technique, the comparison among them made it possible to determine which technique(s) allowed the hastiest discrimination during the growing season. An optimal combination of index has been identified. Its capacity of discrimination between levels of nitrogen deficiency has been quantified by a discriminant analysis. Research concludes with a notable improvement of discrimination potential by combining three remote sensing index.

Un grand nombre de chemins forestiers sont présents sur le territoire québécois. Plusieurs de ces chemins sont construits lors de la mise en place de lignes électriques ou de lignes de gaz ainsi que pour l’exploitation forestière. Une fois la construction ou l’exploitation terminée, une forte proportion de ces chemins n’est utilisée que pour le contrôle de la végétation ou pour la vérification des infrastructures. Ces routes ne sont donc presque plus empruntées ni entretenues pendant de grandes périodes, ce qui mène à la dégradation des infrastructures de traverse de cours d'eau. Cette détérioration peut entraîner des dommages considérables à l'environnement. Dans le cadre de ce projet, une alternative de traverse de cours d’eau a été étudiée. Durant cette étude, quatre traverses à gué aménagées ont été mises en place dans deux régions du Québec, soit une en Mauricie et trois sur la Côte-Nord. Le logiciel Hec-Ras a été utilisé afin de modéliser les cours d’eau et les forces de cisaillement exercées sur le lit et les berges Ensuite, un débit de récurrence de 20 ans a été choisi pour la conception des ouvrages. Ce dernier se situe entre 3.92 et 16.17 m3/s pour l’ensemble des traverses, alors que la grandeur des bassins versants ne dépasse pas 14 km2. La longueur totale de l’enrochement prévue sur les différents sites varie entre 12.9 m et 39.6 m en excluant le lit du cours d’eau et le diamètre moyen des pierres prévu est de 100 – 200 mm. Par la suite, les plans de conception ont été effectués sur le logiciel AutoCad afin d’être transmis aux différents entrepreneurs. Les travaux ont eu lieu en octobre et novembre 2018. Finalement, à la suite des travaux, des recommandations ont pu être apportées. Les principales sont que ce type de traverse nécessite l’utilisation de pierre anguleuse, que la mise en place d’une traverse à gué sur un site argileux nécessite un géotextile et qu’il est préférable d’effectuer les travaux en période de débits bas.

La présente recherche a pour objectif l’étude de la variabilité intra-arbre des propriétés physico-mécaniques et chimiques ainsi que celle de la durabilité naturelle du bois de Wamba (Tessmania africana) à partir d’échantillons prélevés de deux arbres, à trois niveaux de hauteur (DHP, mi-hauteur et sous la cime) et deux positions radiales (aubier et duramen). Les résultats ont montré des valeurs moyennes de retrait total dans le duramen de l’arbre 1 de 4,76, 7,40, et 12,51 % pour les retraits radial, tangentiel et volumique respectivement. Ces retraits se sont révélés très similaires dans le duramen des deux arbres avec une progression croissante de la base du tronc vers la cime. L’aubier a donné des moyennes légèrement inférieures. La masse volumique basale du bois de Wamba s’est avérée sensiblement la même dans les deux arbres avec respectivement pour l’aubier et le duramen de l’arbre 1 des valeurs de 677 kg/m3 et 712 kg/m3. Les valeurs correspondantes de la masse volumique anhydre furent de 762 et 812 kg/m3. À l’instar du retrait, la masse volumique augmente de la base du tronc vers la cime dans le duramen et atteint une valeur maximale à mi-hauteur dans l’aubier. Les résultats ont également permis d’observer une corrélation très significative entre la masse volumique basale et le retrait tangentiel total. Les valeurs moyennes du module d’élasticité en compression longitudinale furent de 15,6 GPa dans l’aubier et de 18,6 GPa dans le duramen. Celles de la contrainte maximale furent de 65,2 MPa dans l’aubier et 79,9 MPa dans le duramen. Les composés phénoliques ont montré des corrélations allant de significatives à très significatives avec les propriétés mécaniques. Hormis les pentosanes, le test de Student n’a signalé aucune différence significative de la concentration des constituants primaires dans les positions radiale et longitudinale. L’analyse des minéraux n’a détecté aucune présence de silice. La moyenne globale de teneur en extraits après sommation des rendements à l’éthanol-toluène et à l’eau chaude dans l’arbre 1 a donné 10,1 % dans le duramen et 7,5 % dans l’aubier, et des valeurs très similaires dans l’arbre 2. Les teneurs en polyphénols déterminées par spectroscopie UV sont plus importantes dans le duramen, particulièrement à mi-hauteur. L’analyse GC-MS des phytostérols a indiqué la présence de gamma-sitostérol, stigmastérol et de la bétuline, trois molécules intéressantes avec des activités anti-inflammatoires, antivirales, anti-VIH et hépato-protectrices. Les composés phénoliques expliqueraient en grande partie la résistance aux pourritures du duramen du bois de Wamba trouvé comme très durable. / The aim of the present research is to study the intra-tree variability of the physico-mechanical and chemical properties as well as the natural durability of Wamba wood (Tessmania africana) from specimens taken in two trees at three levels of height (DHP, mid-height and under the crown) and two radial positions (sapwood and heartwood). The results showed mean values of total shrinkage in the heartwood of tree 1 of 4.76, 7.40, and 12.51% for radial, tangential and volumetric shrinkages respectively. The shrinkage values were very similar in the heartwood of the two trees with an increasing progression from the base of the trunk towards the crown. Sapwood gave slightly lower mean values. The basic density of Wamba proved to be about the same in both trees with respectively for the sapwood and heartwood of tree 1 mean values of 677 and 712 kg/m3. The corresponding mean values for the oven-dry density were 762 and 812 kg/m3. As for the shrinkage variation, the density increases from the base of the trunk towards the crown in heartwood and reaches a maximum value at mid-height in sapwood. The results also made it possible to observe a very significant correlation between the basic density and the total tangential shrinkage. The mean values of the modulus of elasticity in longitudinal compression were 15.6 GPa in sapwood and 18.6 GPa in heartwood. Those of the maximum compressive stress were 65.2 MPa in sapwood and 79.9 MPa in heartwood. The phenolic compounds showed correlations going from significant to very significant with the mechanical properties. Except for pentosans, the Student test carried out on the primary components of the wood Wamba did not show any significant difference in their concentration in the radial and longitudinal positions. The analysis of minerals did not detect any presence of silica. The total average content of extractives after sequence extraction with ethanol-toluene and hot water in tree 1 gave 10.1% in heartwood and 7.5% in sapwood, and very similar values in tree 2. The polyphenol contents determined by UV spectroscopy are more important in heartwood, particularly at mid-height. GC-MS analysis of phytosterols indicated the presence of gamma-sitosterol, stigmasterol and of betulin, three interesting molecules for their anti-inflammatory, antiviral, anti-VIH, and hépato-protective activities. The phenolic compounds would mainly explain the decay resistance of the heartwood of Wamba, which was found as very durable.

Thèse en cotutelle: Université Laval Québec, Canada et Université Blaise-Pascal, Clermont-Ferrand, France / Les systèmes Spatial On-Line Analytical Processing (SOLAP) permettent de prendre en charge l’analyse multidimensionnelle en ligne d’un très grand volume de données ayant une référence spatiale. Dans ces systèmes, le vague spatial n’est généralement pas pris en compte, ce qui peut être source d’erreurs dans les analyses et les interprétations des cubes de données SOLAP, effectuées par les utilisateurs finaux. Bien qu’il existe des modèles d’objets ad-hoc pour gérer le vague spatial, l’implantation de ces modèles dans les systèmes SOLAP est encore à l’état embryonnaire. En outre, l’introduction de tels modèles dans les systèmes SOLAP accroit la complexité de l’analyse au détriment de l’utilisabilité dans bon nombre de contextes applicatifs. Dans cette thèse nous nous proposons d’investiguer la piste d’une nouvelle approche visant un compromis approprié entre l’exactitude théorique de la réponse au vague spatial, la facilité d’implantation dans les systèmes SOLAP existants et l’utilisabilité des cubes de données fournis aux utilisateurs finaux. Les objectifs de cette thèse sont donc de jeter les bases d’une approche de conception de cube SOLAP où la gestion du vague est remplacée par la gestion des risques de mauvaises interprétations induits, d’en définir les principes d’une implantation pratique et d’en démontrer les avantages. En résultats aux travaux menés, une approche de conception de cubes SOLAP où le risque de mauvaise interprétation est considéré et géré de manière itérative et en adéquation avec les sensibilités des utilisateurs finaux quant aux risques potentiels identifiés a été proposée; des outils formels à savoir un profil UML adapté, des fonctions de modification de schémas multidimensionnels pour construire les cubes souhaités, et un processus formel guidant de telles transformations de schémas ont été présentés; la vérification de la faisabilité de notre approche dans un cadre purement informatique avec la mise en œuvre de l’approche dans un outil CASE (Computed Aided Software Engineering) a aussi été présentée. Pour finir, nous avons pu valider le fait que l’approche fournisse non seulement des cubes aussi compréhensibles et donc utilisables que les cubes classiques, mais aussi des cubes où le vague n’est plus laissé de côté, sans aucun effort pour atténuer ses impacts sur les analyses et les prises de décision des utilisateurs finaux. / SOLAP (Spatial On-Line Analytical Processing) systems support the online multi-dimensional analysis of a very large volume of data with a spatial reference. In these systems, the spatial vagueness is usually not taken into account, which can lead to errors in the SOLAP datacubes analyzes and interpretations end-users make. Although there are ad-hoc models of vague objects to manage the spatial vagueness, the implementation of these models in SOLAP systems is still in an embryonal state. In addition, the introduction of such models in SOLAP systems increases the complexity of the analysis at the expense of usability in many application contexts. In this thesis we propose to investigate the trail of a new approach that makes an appropriate compromise between the theoretical accuracy of the response to the spatial vagueness, the ease of implementation in existing SOLAP systems and the usability of datacubes provided to end users. The objectives of this thesis are to lay the foundations of a SOLAP datacube design approach where spatial vagueness management in itself is replaced by the management of risks of misinterpretations induced by the vagueness, to define the principles of a practical implementation of the approach and to demonstrate its benefits. The results of this thesis consist of a SOLAP datacube design approach where the risks of misinterpretation are considered and managed in an iterative manner and in line with the end users tolerance levels regarding those risks; formal tools namely a suitable UML (Unified Modeling Language) profile, multidimensional schemas transformation functions to help tailored the datacubes to end-users tolerance levels, and a formal process guiding such schemas transformation; verifying the feasibility of our approach in a computing context with the implementation of the approach in a CASE (Computed Aided Software Engineering) tool. Finally, we were able to validate that the approach provides SOLAP datacubes that are not only as comprehensible and thus usable as conventional datacubes but also datacubes where the spatial vagueness is not left out, with no effort to mitigate its impacts on analysis and decision making for end users.

Afin d’obtenir un positionnement GPS de précision centimétrique, il est important de bien modéliser les erreurs telles que les délais ionosphérique et troposphérique ainsi que les erreurs d’horloge et d’éphémérides. Pour une solution de précision centimétrique utilisant des mesures de phase, il est également important d’être en mesure de détecter et de corriger les sauts de cycle, car ceux-ci introduisent des biais artificiels dans la solution, qui peuvent entraîner des erreurs dans l’estimation des coordonnées. Les sauts de cycle sont causés par la perte de réception des signaux occasionnée par des obstructions entre les satellites et l’antenne. Que ce soit pour un positionnement temporel relatif GPS qui n’utilise qu’un seul récepteur (aucune station de référence) ou en mode relatif conventionnel ou le PPP (Precise Point Positioning), les sauts de cycle obligent l’utilisateur à recommencer la période d’initialisation lorsqu’il reste moins de 4 satellites non obstrués. Le but de ce projet est d’évaluer l’apport d’une méthode pour détecter et corriger les sauts de cycle dans une solution GPS mono-fréquence en utilisant des mesures complémentaires provenant d’un gyro-accéléromètre. Le modèle utilisé lors des tests est le AHRS400CC-100 de la compagnie CrossBow. Avec cette méthode, il est possible de comparer, pour chaque satellite, la différence d’ ambigüités, calculée à partir des observations GPS et celle prédite à partir de la position calculée avec les mesures du gyro-accéléromètre. Dans le cadre de ce projet, plusieurs étapes ont dû être réalisées. La première étape était de valider la précision des observations du AHRS400CC-100, puis de quantifier pour chacun de ses capteurs, la marche aléatoire et l’instabilité du biais. Ensuite, d’exploiter les mesures du gyro-accéléromètre afin de calculer une solution de navigation, et d’identifier les limites de précision de l’instrument en mode statique et cinématique. La dernière étape était de combiner la solution de navigation du gyro-accéléromètre à celle du GPS pour évaluer pendant combien de temps le gyro-accéléromètre maintient un positionnement avec suffisamment de précision pour détecter et corriger un saut de cycle. Les résultats ont démontré que des sauts de cycle pourraient être détectés et corrigés instantanément après une coupure du signal GPS d’une durée de 10 secondes pour un positionnement statique et pouvant atteindre 5 secondes en mode cinématique dans des conditions idéales sinon 1 à 2 secondes. Pour augmenter l’efficacité de l’application de détection et de correction de sauts de cycle, l’implémentation d’un filtre de Kalman pour effectuer la fusion des observations GPS et du gyro-accéléromètre pourrait être réalisée dans le cadre de travaux futurs. / In order to achieve centimetre precision using GPS, one must use the carrier phase measurements. It is also important to minimise the impact of the many errors that affect GPS measurements: ionosphere and tropospheric delays, orbit and clocks errors. Another essential part of a precise GPS measurement, is the detection and correction of cycle slips. These slips, caused by the interruption of the GPS signal, introduce artificial biases in the measurement that result in erroneous coordinate estimates. For different GPS solution such as Real Time Kinematic (RTK), Time Relative positioning (TRP) or Precise Point positioning (PPP), to correct cycle slips, the user must restart the initialisation process. In this research, a method to detect and correct cycle slip in monofrequence GPS solution is explored. This methode uses inertial data provided by an attitude and heading reference system (AHRS). The model that is used here is Crossbow’s AHRS400CC-100. With this method, it is possible to compare, for each observed satellite, the ambiguity difference between the ambiguity values calculated from GPS observations and those predicted by the navigation solution calculated from the AHRS observations. It is effective to integrate AHRS to GPS. An AHRS can potentially be used for cycle slip detection and fixing. Using the AHRS measurements, one can achieve centimetre level precision for short periods of time. This method of positioning can be used during GPS signal loss to maintain the navigation solution. Once the GPS signal is retrieved, it is possible to compare the ambiguity difference between satellite line of view vector of each satellite calculated using GPS observations and satellite line of view vector calculated from the last AHRS position GPS observations. For this research project, the initial task was to validate the precision of the AHRS400CC-100 observations, and to quantify random walk error and bias instability for each of the instruments sensors using static data sets. The next task was to use the AHRS measurements to calculate a navigation solution and to identify the instruments limitations of position precision using static and kinematic data. The last task was to combine AHRS and GPS observations, to obtain an integrated navigation solution. Once the solution implemented, simulated data gaps were added to the data set in order to evaluate the maximum duration of GPS data loss after which it is possible to detect and correct GPS cycle slips using the autonomous AHRS navigation solution. According to the results of the experiments using the method proposed in this paper, AHRS positioning appears to maintain adequate precision for cycle slip detection and fixing for up to 10 seconds for static positioning and up to 5 seconds for kinematic positioning in ideal conditions.

Les matériaux composites sont constitués d’au moins deux matériaux dont les propriétés individuelles se combinent pour former un matériau hétérogène ayant des performances globales fortement améliorées. Parmi les types de matériaux composites, on retrouve les matériaux composites à structure sandwich, lesquels consistent en l’assemblage par collage ou soudure de deux revêtements ou peaux minces, faits d’un matériau rigide et lourd, sur un noyau épais et léger qui maintient leur écartement. Les principaux bénéfices de ces structures sont: la légèreté, la très grande rigidité, la grande résistance en flexion et l’isolation thermique. La combinaison des propriétés des matériaux utilisés comme revêtement et noyau procure aux matériaux composites à structure sandwich plusieurs avantages mécaniques, environnementaux et économiques, permettant ainsi l’élargissement du potentiel de ces matériaux composites à différentes applications. L’objectif général de ce projet de doctorat était de développer un matériau composite à base de bois laminé avec alliage d’aluminium. Les objectifs spécifiques de ce projet de recherche étaient de déterminer les propriétés physiques et mécaniques, d’estimer les coûts de production et de mesurer la performance environnementale des matériaux composites à structure sandwich. Finalement, des applications potentielles étaient évaluées en utilisant la recherche qualitative comme méthodologie. Des matériaux à structure sandwich ont été développés en utilisant quatre types de matériaux composites à base de bois (panneau de fibres à haute densité, panneau de fibres à densité moyenne, panneau de lamelles orientées et contreplaqué) comme noyau, alors qu’un alliage d’aluminium 3003 a été utilisé comme peau ou revêtement. Un adhésif polyuréthane (Macroplast UR-8346) a été utilisé pour coller les composants du matériau composite. Les paramètres de fabrication ont été déterminés à travers des essais préalables. Les propriétés physiques des matériaux composites à base de bois ont été améliorées par le laminage avec l’alliage d’aluminium. Les propriétés mécaniques en flexion, comme le module d’élasticité apparent (Eapp) et le module de rupture (MOR), ont été significativement augmentées avec le laminage d’alliage d’aluminium. L’estimation des coûts de production du matériau composite développé nous a permis de démontrer un avantage économique par rapport au panneau nid d’abeille en aluminium. La comparaison de la fabrication des matériaux composites laminés avec alliage d’aluminium par rapport au panneau nid d’abeille en aluminium a permis d’identifier les avantages environnementaux de l’utilisation des matériaux composites à base de bois comme noyau. L’analyse de l’impact environnemental (IMPACT 2002+) a montré que les émissions associées à la fabrication de tôles d'aluminium se sont avérées les plus grandes contributrices aux impacts environnementaux globaux de la fabrication des matériaux composites à structure sandwich développés. Les avantages techniques, économiques et environnementaux des matériaux composites laminés avec alliage d’aluminium ont multiplié ses applications potentielles. Enfin, la recherche qualitative basée sur la théorie ancrée a permis de déterminer les principales applications possibles à partir des suggestions des personnes interviewées. L’utilisation du Logiciel Nvivo 11 de QRS international a permis le codage des principales catégories. Les principales applications suggérées par les personnes interviewées ont été l’utilisation pour les planchers surélevés; l'application comme diviseurs de salle de bain et l’application comme panneau de contreventement ou panneau décoratif. / Composite materials consist of at least two materials whose individual properties combine to form a heterogeneous material with greatly improved overall performance. Among the types of composite materials are laminated panels or sandwich panels. These consist in the assembly by bonding or welding of two thin skins, made of a rigid and heavy material, on a thick and light core which maintains their spacing. The main benefits of these structures are: lightness, high rigidity, high flexural strength, and thermal insulation. The combination of materials used as faces and core provides laminated panels with several mechanical advantages as well as environmental and economic benefits. Consequently, the potential applications of these composite materials are extended. The overall objective of this doctoral project was to develop a wood-aluminum laminated panel. The specific objectives of this research project were: to determine physical and mechanical properties; to estimate production costs; and to verify the environmental performance of wood-aluminum laminated panels. Finally, potential applications were proposed using qualitative research methodology. Wood-aluminum laminated panel has been developed using four types of wood-based composite as core (high density fibreboard, medium density fibreboard, oriented strand board, and aspen plywood) and two 0.6-mm-thick aluminum alloy sheets as faces. The polyurethane adhesive (Macroplast UR-8346) was used to bonding laminated panels. The manufacturing parameters were determined through prior testing. The physical and mechanical properties of wood-based composites have been improved by lamination with aluminum alloy sheets. The production costs estimate concluded that the developed laminated panels have an economic advantage over the aluminum honeycomb panel. The manufacturing process of laminated composite materials with aluminum alloy shows lower environmental impacts compared to aluminum honeycomb panel. Emissions associated with the manufacturing process of aluminum sheets is the largest contributor to environmental impacts in sandwich composite materials manufacturing. The technical, economic and environmental benefits have extended the potential applications of wood-based composite materials. Qualitative research based on the grounded theory approach was used to determine the main potential applications. The main applications suggested by the interviewees were: raised flooring panels, bathroom dividers panels and decorative and bracing panels.

Les plantations de teck ont de multiples avantages socio-économiques. Elles constituent de ce fait un secteur à bon potentiel, qui mérite d’être étudié convenablement pour en tirer un maximum de retombées. Malheureusement, la commercialisation du bois de teck au Bénin et sa rentabilité restent encore très peu connues. Cette situation entraîne la prise de décisions qui entravent le développement de l’activité. Une étude diagnostic du circuit de commercialisation et une évaluation de la rentabilité du bois de teck du Bénin dans les plantations industrielles ont donc été menées. L’objectif général du travail est de fournir une description détaillée de la filière du bois de teck dans les plantations industrielles de l’Office National du Bois (ONAB). Pour atteindre cet objectif, nous avons suivi trois étapes. Tout d’abord, nous avons procédé à une description de la filière du bois de teck de l’Office Nationale du Bois (ONAB) par l’entremise d’une revue de la littérature qui a permis de collecter des données secondaires. Par la suite, nous avons pris connaissance de la perception des professionnels du milieu forestier par rapport à la gouvernance de la filière afin de faire ressortir les difficultés qui freinent la filière. Pour ce faire, nous avons réalisé une enquête terrain et interrogé dix-neuf intervenants au total, répartis en trois catégories soit les acteurs directs, les acteurs d’appui et les acteurs indirects. L’analyse financière des plantations de teck de l’ONAB fût réalisée en se basant sur des coûts réels fournis par les agents de l’ONAB et en calculant la valeur actuelle nette. Une analyse de sensibilité de certains facteurs nous a permis d’établir une liste des facteurs qui ont une grande influence sur la rentabilité. Il s’avère que le prix du bois, le rendement du bois, le taux d’intérêt et le coût de production des plants de teck sont les quatre facteurs prépondérants dans la rentabilité des plantations de teck. En général, l’activité des plantations de teck est rentable. Cependant il est important de prendre ce résultat avec réserve.

Durant les vingt dernières années, les grandes avancées technologiques de la télédétection aéroportée active de type Lidar ont permis d'étendre ses applications principalement dans le secteur forestier. Le capteur Lidar nous permet de déterminer la distance et la position d'un objet à partir du temps que met le rayon de lumière à atteindre le sol et à retourner au capteur. Cette capacité du Lidar est utilisée avec succès dans les études de foresterie car elle permet de caractériser le sol, la végétation, et les structures dans les trois dimensions tout en recueillant de telles données rapidement sans façon destructive. D’autre part, la fusion des données Lidar avec des données multispectrales a ouvert un grand nombre d’applications en foresterie car elle fournit de l’information sur les types de végétation, la densité foliaire des arbres, leur phénologie, de même que les propriétés optiques pour des espèces choisies. La Financière Agricole de Québec (FADQ) en collaboration avec le Laboratoire de Géomatique Agricole et Appliquée (GAAP) , cherche à profiter de ce type de technologie afin de mieux évaluer et caractériser les vergers en améliorant sa capacité à en faire l’inventaire, l’estimation des rendements et l’évaluation de sa qualité. Le présent projet vise à démontrer le potentiel des données Lidar pour visualiser en trois dimensions des attributs de structure des pommiers individuels tel que la taille de la couronne et l’estimation de la hauteur avec lesquelles on obtient la quantification de la biomasse foliaire, le calcul de la densité de feuillage et l’état du couvert. Les résultats des inventaires et rendements estimés sont comparés au rendement réel en démontrant ses avantages par rapport à la méthode conventionnelle. / During the last twenty years, large technological advances in active airborne remote sensing have allowed its application to the forest and agricultural sectors. The Lidar sensor determines the distance and the position of an object, based on the time taken by a beam of light to reach the ground and to return to the sensor. Lidar has been successfully used in forestry studies because it results in a characterization of the structure of forest stands in three dimensions. Data collection is fast and non-intrusive. On the other hand, the fusion of Lidar data with multi-spectral data opens a large number of potential forestry applications because it provides information about the type of vegetation, the foliar density of trees, their phenology, as well as optical properties of certain species. The Financière Agricole de Québec (FADQ) in association with the Laboratoire de géomatique agricole et appliquée (GAAP), has used this technology to assess the yield and the quality of orchards in Québec. The present project aims at demonstrating the potential of Lidar and of multi-spectral data to show in 3D attributes of structure of individual apple trees such as the size of the crown and the estimation of the tree height. This then allows us to estimate the foliar biomass, the density of foliage and individual tree geo-positioning obtained by Lidar. The results of the tree counting and apple production estimations are compared with field data and with statistics from FADQ. The correlations are high, demonstrating that the Lidar method is able to accurately evaluate the production of apple orchards.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2007-2008. / Le positionnement ponctuel de précision (PPP) par satellites GPS requiert encore une longue période d’observations pour atteindre une précision centimétrique, car la résolution des ambiguïtés de phase en mode absolu est contrainte par la présence d’erreurs non modélisées et de biais de phase au récepteur et aux satellites. Afin de mieux comprendre le contexte lié à la résolution des ambiguïtés de phase dans le PPP, un bilan d’erreurs affectant les observations de phase a d’abord été effectué pour évaluer les possibilités de fixer les ambiguïtés à l’entier adéquat. Puis, une approche utilisant un simulateur de signaux GPS a été proposée pour le calibrage des biais de phase d’un récepteur GPS, mais les biais estimés subissent, entre autres, l’influence des biais de code non modélisés et des effets thermiques du récepteur. Finalement, des modifications ont été apportées à la méthodologie actuelle du calibrage des biais de phase des satellites afin d’améliorer la cohérence des biais estimés avec le mod`ele fonctionnel du PPP. Des erreurs non modélisées se propagent toutefois dans les résultats obtenus et, à cet effet, des pistes d’améliorations sont suggérées. Le calibrage des biais de phase est certainement un élément essentiel à l’obtention instantanée d’une précision centimétrique en mode absolu. / GPS Precise Point Positioning (PPP) still requires long observation sessions in order to achieve cm-level accuracy because ambiguity resolution in point positioning is affected by unmodeled errors and by the presence of receiver and satellite phase biases. In order to gain a better understanding of ambiguity resolution in PPP, an error budget has been made to assess the possibilities of accurate ambiguity fixing. Then, an approach using a GPS simulator has been proposed to calibrate receiver phase biases, and the results show evidence of unmodeled code biases and thermal effects in the receiver. Finally, modifications to the actual calibration methods of satellite phase biases have been suggested to improve compatibility with PPP’s functional model. Residual errors still affect the estimated values and suggestions are made to improve the proposed methodology. The calibration of phase biases is an important issue in achieving instantaneous cm-level point positioning.

La sous-estimation des hauteurs LiDAR est très largement connue, mais n’a jamais été étudiée pour plusieurs capteurs et diverses conditions forestières. Cette sous-estimation varie en fonction de la probabilité que le faisceau atteigne le sol et le sommet de la végétation. Les principales causes de cette sous-estimation sont la densité des faisceaux, le patron de balayage (capteur), l'angle des faisceaux, les paramètres spécifiques du survol (altitude de vol, fréquence des faisceaux) et les caractéristiques du territoire (pente, densité du peuplement et composition d’essences). Cette étude, réalisée à une résolution de 1 x 1 m, a d’abord évalué la possibilité de faire un modèle d’ajustement pour corriger le biais du modèle numérique de terrain (MNT) et ensuite un modèle d’ajustement global pour corriger le biais sur le modèle de hauteur de canopée (MHC). Pour cette étude, le MNT et le MHC ont été calculés en soustrayant deux jeux de données LiDAR: l’un avec des pixels comportant un minimum de 20 retours (valeur de référence) et l’autre avec des pixels à faible densité (valeur à corriger). Les premières analyses ont permis de conclure que le MNT ne nécessitait pas d’ajustement spécifique contrairement au MHC. Parmi toutes les variables étudiées, trois ont été retenues pour calibrer le modèle d’ajustement final du MHC : la hauteur du point le plus haut dans le pixel, la densité de premiers retours par mètre carré et l’écart type des hauteurs maximales du voisinage à 9 cellules. La modélisation s'est déroulée en trois étapes. Les deux premières ont permis de trouver les paramètres significatifs et la forme de l'équation (modèle linéaire mixte (1) et modèle non linéaire (2)).La troisième étape a permis d’obtenir une équation empirique à l’aide d’un modèle non linéaire mixte (3) applicable à un MHC d’une résolution de 1x 1m. La correction de la sous-estimation du MHC peut être utilisée comme étape préliminaire à plusieurs utilisations du MHC comme le calcul de volumes et la création de modèles de croissance ou d’analyses multi-temporelles.