L’utilisation de modèles tridimensionnels représente une approche intéressante pour visualiser, comprendre et analyser un environnement géologique. La construction de modèles 3D et leur utilisation demeurent cependant peu répandues dans le domaine de la géologie. Cela peut être expliqué, entre autres, par la diversité des données à disposition et les nombreuses étapes à réaliser afin de construire un modèle 3D valide et cohérent par rapport à son utilisation. Afin d’aider les modélisateurs et les guider dans leur procédure de construction de modèles 3D, ce projet de maîtrise vise l’élaboration d’un guide procédural qui assemble logiquement les étapes de construction d’un modèle géologique 3D tout en décrivant formellement les données géométriques (ponctuelle, linéaire, surfacique et volumique) utilisées. Cette description formelle est basée sur la norme en information géographique ISO/TC211 à laquelle est ajoutée une extension pour la représentation des objets volumiques. Le guide proposé facilite la construction des modèles 3D par des modélisateurs non experts. Il a été testé par des non experts qui ont réussi dans 80% des cas à construire des modèles géologiques 3D ce qui permet d’en confirmer son efficacité et son utilité. / The use of three-dimensional models represents an interesting approach to visualize, understand and analyze a geological environment. In Earth sciences, construction of 3D models and their use remain however not very widespread. That can be explained, in part, by the diversity of available data and the numerous steps required to build a valid and coherent 3D model. The purpose of this project is thus to propose a procedural guide that logically assembles 3D geological model construction steps while formally describing geometrical data (point, line, surface and volume) used. This formal description is based on ISO/TC211 geographic information standards to which an extension for the representation of the volumetric objects is added. The proposed guide facilitates the construction of 3D models by non-expert modellers. It was tested by non-experts who succeeded, in a proportion of 80%, in building 3D geological models which allows us to confirm the effectiveness and utility of the guide.

Avec la constellation actuelle du système GPS, les solutions RTK (Real Time Kinematic) sont limitées à des distances de lignes de base ne dépassant guerre une distance approximative d'une dizaine de kilomètres. Cette limitation provient avant tout de l'effet néfaste de l'ionosphère sur la résolution des ambiguïtés. Les multitrajets représentent également un autre facteur contribuant à la dégradation de la qualité des mesures et dont l'influence sur la résolution des ambiguïtés est moins prononcée que celle de l'effet ionosphérique. Dans un futur proche, la modernisation du système GPS (par l'ajout d'une 3ème fréquence) et le déploiement du système européen GALILEO introduira une amélioration substantielle. / Le présent travail consiste à évaluer de faıcon systématique le potentiel des futurs systèmes GNSS (GPS, GALILEO et HYBRIDE) en terme de résolution instantanée des ambiguïtés de phase. Pour parvenir à cet objectif, un simulateur sous forme de logiciel informatique a été développé permettant de tester différents scénarios en fonction de la constellation, des fréquences et de l'activité ionosphérique. Suite aux différentes simulations réalisées, les résultats obtenus ont montré que la résolution instantanée des ambiguïtés sera désormais aussi possible sous des conditions ionosphériques et de multitrajets défavorables ce qui ouvrira la voie à de nouvelles applications GNSS.

Les coupes forestières totales sont mal perçues, principalement en raison de leur aspect visuel. Une mitigation de leurs impacts visuels est donc souhaitable pour assurer leur acceptabilité sociale. Il existe pour des écosystèmes boréaux, des procédés de récolte adaptés, issus de l'aménagement écosystémique, qui offrent des mesures de mitigation aux impacts visuels de la CPRS et qui pourraient améliorer l'acceptabilité de ces pratiques. En pessière noire, différents types de coupes permettant le maintien de végétation résiduelle, soient la CPHRS, la CPPTM et la CPRS à rétention de bouquets, ont donné de meilleurs résultats que la CPRS au niveau de l'acceptabilité visuelle mesurée par représentation photographique auprès de groupes d'intérêt issus d'une région forestière et d'une grande agglomération. En sapinière boréale, la stratégie de forêt mosaïque, permettant une distribution de coupes de petite superficie dans le paysage s'est révélée socialement acceptable lors d'une enquête auprès des visiteurs de la Forêt Montmorency.

L’objectif principal de cette thèse a été d’élargir les connaissances sur l’influence de la structure du bois sur ses propriétés physico-mécaniques. Huit espèces feuillues, trois tempérées et cinq tropicales, ont été étudiées dans le but d’avoir une plus grande diversité des caractéristiques anatomiques. Deux techniques expérimentales (solutions salines saturées et membrane poreuse sous pression) ont été utilisées pour la réalisation des essais de sorption à 25ºC. Celles-ci ont été couplées avec des tests de propriétés physiques et mécaniques du bois. Des analyses de résonance magnétique nucléaire (RMN) ont été réalisées dans le but de dissocier les différents types d’eau durant la désorption d’humidité. Les caractéristiques de la structure du bois ont été déterminées par des essais d’anatomie quantitative et de porosimétrie au mercure (PM). Le présent travail a montré qu’à l’équilibre de sorption, le retrait du bois a commencé avant que le point de saturation des fibres (PSF) soit atteint. Les changements de résistance mécanique en compression tangentielle ont aussi débutés avant le PSF. Ces résultats indiquent que la perte de l’eau liée a lieu en présence de l’eau liquide; cette dernière resterait principalement dans les éléments les moins perméables du bois, soit les rayons ligneux. L’humidité d’équilibre à laquelle débute la perte de l’eau liée a varié largement selon l’espèce de bois et a donc été influencée par la structure du bois. Des analyses de RMN ont confirmé que, même à l’équilibre, l’eau liquide est présente à des humidités bien en-dessous du PSF. Les résultats de RMN ont donc corroboré l’hypothèse selon laquelle, en condition d’équilibre d’humidité, il existe un domaine d’humidité où la perte de l’eau liée a lieu en présence de l’eau liquide. À hautes teneurs en humidité d’équilibre, les courbes de désorption ont largement varié selon les espèces étudiées. Les résultats d’anatomie quantitative et de PM se sont montrés utiles à la compréhension de l’influence de la structure du bois sur les relations eau-bois. D’autre part, les propriétés dimensionnelles du bois ont largement varié selon les espèces. Les espèces tempérées ont eu un retrait plus élevé que les espèces tropicales à une masse volumique comparable. Finalement, la présente thèse fournit des informations sur des aspects fondamentaux des relations eau-bois, lesquelles se révèlent très importantes pour une meilleure utilisation de ce matériau. / The main objective of this work is to improve the knowledge of the influence of the wood structure on its physical and mechanical properties. Three temperate and five tropical hardwoods were studied in order to have a high diversity of anatomical properties. Two experimental techniques (saturated salt solutions and pressure membrane method) were used to perform moisture sorption tests at 25ºC. These sorption tests were combined with physical and mechanical property measurements. The nuclear magnetic resonance (NMR) technique was used in order to separate different components of water in wood during desorption. The porous structure of these hardwoods was characterized by mercury intrusion porosimetry (MIP) and by quantitative anatomical analyses. The results showed that at equilibrium moisture content, radial, tangential and volumetric shrinkage, as well as changes in transverse strength, occur above the fiber saturation point (FSP). This result indicates that the loss of bound water takes place in the presence of liquid water. This remaining liquid water would be entrapped on the least permeable tissue elements (ray parenchyma). The initial equilibrium moisture content (EMC) at which bound water starts to be removed varied largely among wood species. The NMR results confirmed that, even at equilibrated conditions, a region exists where the loss of liquid water and bound water take place simultaneously. This region will vary according to the wood structure. Liquid water was present at EMC values lower than the fiber saturation point, which contradicts the concept of this point. At higher values of relative humidity the desorption curves largely varied among species. Quantitative anatomical and MIP results were useful to a better comprehension of the influence of wood structure on the wood - water relationships. Concerning the dimensional properties, a large variation of the shrinkage values was observed among the species studied. Temperate species had larger shrinkage values and the basic density was not correlated with shrinkage when temperate and tropical values were analyzed together. Finally, the present work gives information about fundamental aspects of wood – water relationships, which are important for a better utilization of this material.

Des modèles empiriques ont été développés pour prédire la transpiration de quatre peuplements de sapin baumier (Abies balsamea L.) de la forêt Montmorency, Québec, à partir de mesures heat pulse velocity (HPV) et de mesures dans une chambre ventilée. La réponse à la blessure due à l'installation de la sonde HPV dans l'arbre expliquait 16% de la variabilité des mesures HPV dans le peuplement testé. Un facteur de correction polynomial est proposé pour l'atténuation du signal HPV dans le sapin baumier. Les taux de transpiration des quatre peuplements étaient tous significativement différents. Les coefficients d'atténuation des effets hydrologiques de la coupe (Ca) ont été calculés et des relations ont été ajustées en fonction de propriétés des peuplements. Les Ca étaient hautement corrélés avec l'âge, la hauteur et en particulier avec la surface terrière. La fonction de Ca indique qu'une récupération hydrologique de 50% est atteinte 16 ans après la coupe. Les valeurs estimées de Ca basés sur la transpiration étaient similaires à celles obtenues à partir des mesures de fonte de la neige pour les peuplements de 2, 12 et 22 ans.

L'intensité de la récolte forestière, définie par le niveau d'exportation de la biomasse des arbres hors du site, soulève plusieurs enjeux environnementaux, particulièrement par rapport au statut nutritionnel du sol et de la régénération après coupe. Des méthodes intensives telles la coupe par arbre entier (CAE) exportent plus de matière organique et d'éléments nutritifs que des méthodes moins intensives comme la coupe par tronc entier (CTE); on soupçonne donc la CAE de nuire à la nutrition des sols et des forêts. L'objectif de cette thèse était d'examiner, à l'aide de méthodes empiriques et de la simulation dynamique, les effets biogéochimiques de la CAE et de la CTE dans des peuplements boréaux du Québec représentant une gamme de caractéristiques de sol et de végétation. Les résultats empiriques ont montré que, 15-20 ans après la récolte, la CAE a réduit, par rapport à la CTE, la capacité du sol de stocker les cations basiques échangeables, et a réduit les concentrations de carbone organique dans les sols minéraux intrinsèquement pauvres en matière organique. La CTE a augmenté la quantité de Ca et Mg disponible pour la régénération, et a procuré un avantage nutritionnel par rapport à la CAE aux peuplements sur sols pauvres en Ca et/ou Mg élémentaires totaux. Cet avantage était plus évident pour le pin gris, une espèce possédant des attributs permettant une acquisition rapide des ressources. Toutefois, une étude de cas empirique dans des peuplements du Bouclier canadien a montré que, contrairement à notre hypothèse, la CTE ne reproduisait pas les effets biogéochimiques des feux de forêt : la coupe en soi a diminué la disponibilité des cations basiques et augmenté l'acidité du sol par rapport au feu, 15-20 ans après perturbation. Néanmoins, un exercice avec le modèle biogéochimique dynamique SAFE a suggéré que les perturbations forestières, anthropogéniques ou naturelles, influencent la disponibilité des cations basiques pour des périodes de une à cinq décennies, mais ne sont pas la principale force régissant la chimie du sol à long terme. Les tendances à long terme de l'acidification du sol et des réserves en cations basiques semblent être plus liées aux dépôts atmosphériques acides. / Intensity of forest harvesting, as defined by the level of tree biomass exportation from the forest site, raises an array of environmental issues, particularly about soil and forest regeneration nutritional status after harvest. Intensive forest harvesting methods like whole tree harvesting (WTH) export larger amounts of organic matter and nutrients than less intensive methods such as stem-only harvesting (SOH); WTH is thus thought to be detrimental to soil productivity and forest nutrition. The objective of this thesis was to use empirical methods and dynamic modelling to examine the biogeochemical effects of WTH and SOH in a range of boreal stands of Québec with contrasting vegetation and soil characteristics. Empirical results showed that, 15 to 20 years after harvest, WTH reduced soil's capacity to store exchangeable base cations compared to SOH, and also reduced organic carbon concentrations in mineral soils with inherently low levels of organic matter. Stem-only harvesting added Ca and Mg available for tree uptake, and provided a nutritional advantage over WTH to regenerating stands in soils poor in total elemental Ca and/or Mg. This nutritional advantage was more obvious in jack pine, which possesses attributes that allow rapid acquisition of resources. However, contrary to our hypothesis that SOH would more closely emulate the biogeochemical effects of wildfire, an empirical case study on the Boreal Shield showed that harvesting per se, irrespective of the harvesting method used, created conditions of lower base cation availability and higher soil acidity than wildfire, as observed 15 to 20 years after disturbance. Nevertheless, a modelling exercise using the dynamic biogeochemical model SAFE suggested that forest disturbances, both anthropogenic and natural, influence soil base cation availability for periods of one to five decades, but are not the main driving force of soil chemistry on the long term. Long-term trends in soil acidification and soil base cation reserves appear to be more closely linked to acidic atmospheric deposition.

Résumé La stratification à chaud des panneaux de fibres de bois à haute densité (HDF) fait parti intégrante du procédé de fabrication du plancher flottant. Cette opération n’est pas sans comporter des défis techniques pour lesquels une compréhension du phénomène de gauchissement des panneaux HDF, induit lors de la stratification, est essentielle. À cet égard, la caractérisation physico-mécanique des papiers de finition et des panneaux HDF utilisés dans la production de plancher flottant est appropriée. Les objectifs spécifiques de ce projet étaient l’évaluation du coefficient de contraction et du module d’élasticité en traction des papiers de finition, en plus de l’évaluation du coefficient de conductivité thermique des panneaux HDF. L’étude du comportement des papiers de finition a été réalisée sur trois types de papiers (feuille d’usure, papier décor et feuille de contre-balancement) dans les deux directions principales (sens machine et sens travers), et ce à trois temps de pressage (0, 10 et 20 secondes). Dix répétitions furent réalisées pour chacune des conditions expérimentales. La détermination du coefficient de conductivité thermique a été réalisée sur des panneaux HDF d’une épaisseur de 7 et 8 mm. Trois températures ont été étudiées (100, 150 et 200°C) en appliquant un différentiel de température de 25°C. Chacun des trois échantillons analysés par condition expérimentale ont été soumis à trois cycles d’essais. Le type de papier a un effet hautement significatif sur le coefficient de contraction et ce dernier augmente avec le temps de pressage et est inférieur dans le sens machine. Ces travaux ont également permis de démontrer que pour un même type de papier, le module d’élasticité est supérieur dans le sens machine et augmente avec le temps de pressage. De plus, nous avons établi que le module d’élasticité augmente linéairement avec le grammage des papiers avant imprégnation et diminue avec le contenu en résine. Dans l’étendu des masses volumiques étudiées, la variation de l’épaisseur des panneaux HDF de 7 à 8 mm n’a pas eu d’effet significatif sur la conductivité thermique. / Abstract The lamination of HDF panels is an important step in laminate flooring production. This operation involves technical challenges which require knowledge regarding HDF panel warping occurring during lamination. In this regard, the determination of the physical and mechanical properties of saturated lamination papers and HDF panels used in the production of laminate flooring is strategic. The specific objectives of this study were the determination of the contraction coefficient and modulus of elasticity in traction of saturated papers, in addition to the evaluation of HDF thermal conductivity. Three types of papers were studied (overlay, decorative paper, backer) in two directions (machine direction and cross direction) and at three pressing times (0, 10 and 20 seconds). For each combination, ten repetitions were made. The determination of thermal conductivity was established on 7 and 8 mm boards, which had a density of 871 and 918 kg/m3 respectively. Three temperatures were studied (100, 150 and 200°C) for the same temperature difference of 25°C. Three samples were analysed three times for each experimental condition. The type of paper had a highly significant impact on the contraction coefficient, which is higher in cross direction and increases with pressing time. This study has also shown that for a given paper, the modulus of elasticity in traction is higher in the machine direction and increases with pressing time. We have also established that the modulus of elasticity increases linearly with paper basic weight before impregnation and decreases linearly with resin content. Temperature had a significant impact on the thermal conductivity of HDF panels most likely due to panel moisture content variation during testing. Thickness and density of HDF panels did not have a significant effect on thermal conductivity.

À la fin de l'année 2005, la gestion intégrée des ressources forestières (GIR) est toujours absente de la gestion du territoire forestier public du Québec. Pourtant la nécessité d'implanter ce mode de gestion a été reconnue depuis déjà plus de deux décennies par les autorités gouvernementales. Un projet interministériel de GIR avait été mis sur pied dans les années 1990. Ce projet n'a malheureusement pas atteint les objectifs prévus. Des entrevues réalisées auprès des principaux décideurs de ce projet révèlent que la démarche d'alors était trop complexe et aurait nécessité un meilleur support politique pour favoriser sa mise en œuvre. La recherche à laquelle fait suite cet exposé se base sur l'hypothèse selon laquelle une approche participative d'identification des enjeux et des solutions par les parties prenantes serait apte, dans le contexte québécois, à permettre l'émergence de nouvelles pratiques forestières sur le territoire d'une réserve faunique. Afin de pallier l'absence d'une telle approche, le « processus d'harmonisation enjeux-solutions » a été développé. Ce processus est susceptible de permettre l'émergence de pratiques forestières adaptées aux besoins de l'ensemble des utilisateurs de la forêt dont ceux des environnementalistes. Afin de développer le «processus d'harmonisation enjeux-solutions », nous avons analysé les causes de l'échec du projet interministériel de GIR des années 1990 et nous avons réalisé un projet pilote dans la réserve faunique de Portneuf qui a fait l'objet d'une recherche-action. Deux enquêtes réalisées en début et en fin de processus auprès des participants impliqués dans l'étude ont permis d'analyser la démarche. Les résultats obtenus par ces sondages nous permettent de conclure que les participants ont perçu que la démarche avait apporté une amélioration tangible et réelle des pratiques forestières réalisées dans la réserve faunique de Portneuf. Les personnes enquêtées se sont dites satisfaites du processus et des résultats obtenus. Le processus a été bien compris de tous, il a permis de se concentrer sur les éléments essentiels en ciblant adéquatement les enjeux et les solutions; de surcroît il a été jugé légitime par les parties impliquées.

Un essai de provenance/descendance de Calycophyllum spruceanum a été établi dans un bassin de l’Amazonie péruvienne dans le but de: (a) évaluer la variation génétique de la croissance de l’arbre (hauteur et diamètre) et des propriétés du bois (masse volumique, couleur, retrait, résistance maximale et coefficient de déformation statique [s11] en compression longitudinale, s11 dynamique en direction longitudinale mesuré par ultrasons), (b) estimer la proportion de la variation sous contrôle génétique, (c) estimer l’effet de la sélection pour la croissance sur les propriétés du bois, et (d) déterminer la variation radiale de la masse volumique (par densitomètrie à rayons X) et sa corrélation avec la croissance de l’arbre. La hauteur de l’arbre et le diamètre de la tige près du niveau du sol ont été mesurés à l’âge de 16, 28 et 39 mois. Le diamètre à 1,3 m de hauteur et les propriétés du bois ont été mesurés à l’âge de 39 mois. En général, le bois présenta une couleur uniforme, un retrait moyen et une résistance et rigidité relativement élevées. Des variations significatives dues aux familles à l’intérieur des provenances et/ou aux provenances ont été observées pour la croissance, la masse volumique, et quelques paramètres de couleur, retrait, résistance et rigidité. En général, les familles ont présenté plus de variation que les provenances. L’héritabilité a été modérément forte pour la masse volumique basale, le retrait, la résistance et rigidité statique, et relativement faible pour les caractères de croissance, ainsi que pour la couleur, le coefficient d’anisotropie et la rigidité dynamique. Les héritabilités de la croissance, masse volumique, couleur et retrait du bois ont été en général plus élevées pour les zones de plantations à croissance plus rapide. Les corrélations génétiques sont telles que (a) la sélection d’arbres à croissance rapide produirait un bois plus dense, (b) cette sélection d’arbres à croissance rapide et du bois plus dense conduirait à l’obtention d’un bois plus résistant et rigide, sans effet significatif sur la couleur, mais augmenterait le retrait. De plus, la masse volumique a augmenté significativement de la moelle vers l’écorce, spécialement pour les arbres et zones à croissance plus rapide. Les corrélations phénotypiques suggèrent que la sélection d’arbres à croissance rapide pourrait provoquer l’obtention d’une plus grande variation de la masse volumique en direction radiale. Finalement, les méthodes non-destructives utilisées se sont avérées très efficaces pour l’étude de la qualité du bois de cette espèce. / A provenance/progeny test of Calycophyllum spruceanum was established in one watershed in the Peruvian Amazon in order to (a) evaluate genetic variation in tree growth (height, diameter) and wood properties (density, color, shrinkage, ultimate crushing strength (σL) and static compliance coefficients (s11) in longitudinal compression, and dynamic s11 in the longitudinal direction determined by ultrasound), (b) estimate the proportion of the variation under genetic control, (c) estimate the effect of selection for growth on wood properties, and (d) determine the radial variation in wood density (by microdensitometry)and its correlation with tree growth. Tree height and stem diameter near ground level were measured at 16, 28 and 39 months. Diameter at 1.3 m and wood properties were measured at 39 months. In general, the wood was relatively uniform in color, with average shrinkage and relatively high strength and stiffness. Significant variation due to families within provenances and/or provenances was found in tree growth, wood density, and some color, shrinkage, strength and stiffness characteristics. In general, families accounted for more variation than provenances. Heritability was moderately high for basic wood density, shrinkage, strength, and stiffness determined by the static s11, and relatively low for growth traits, wood color, coefficient of anisotropy and stiffness determined by the dynamic s11. The heritability of growth traits, wood density, color and shrinkage was generally higher in the planting zone where trees grew most rapidly. Genetic correlations indicated that (a) selecting faster-growing trees would result in denser wood; (b) the selection of faster-growing trees with denser wood would result in stronger and stiffer wood, without a significant effect on its color, but would increase the shrinkage. In addition, wood density increased significantly from pith to bark, especially in the zones where trees grew more rapidly. Phenotypic correlations suggested that selecting faster-growing trees would result in greater radial variation in wood density. Finally, the non-destructive methods used were very effective for studying wood quality in this species.

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2006-2007 / Depuis quelques années, les milieux ruraux du Québec où le secteur forestier tient une place importante dans l’économie, semblent faire face à une situation difficile. Dans ce cas, une délégation de la gestion forestière vers les communautés est souvent suggérée comme élément de solution. Les fermes forestières en métayage, mises en œuvre à la Forêt modèle du Bas-Saint-Laurent, représentent une forme de délégation envisageable dans ce contexte. Notre recherche s’appuie sur l’intention de transposer cette formule de gestion ailleurs sur le territoire forestier public. Notre principal objectif est d’élaborer un outil permettant à des communautés forestières d’évaluer le potentiel territorial et social d’un territoire forestier public, en vue d’y établir des fermes forestières en métayage. Cet outil d’évaluation est construit à partir de données tirées de la littérature, d’entrevues, d’un groupe de discussion et d’un sondage postal. Il comprend les principaux facteurs de succès biophysiques, économiques, sociaux et institutionnels liés à la mise en place de fermes forestières en métayage. L’outil proposé suggère un cadre d’analyse pour une forme de gestion alternative aux formules existantes sur le territoire public. Il se veut surtout un instrument facilitant l’évaluation et la prise de décision par les communautés, relativement au potentiel forestier de leur territoire. / For years, rural Quebec communities that depend on forestry have had to cope with socioeconomic problems. To overcome this situation, the delegation of forest management decision making to local communities is often suggested as part of the solution. The forest tenant farm formula, which is being applied to the Forêt modèle du Bas-Saint-Laurent, represents a conceivable method for the delegation of authority in this particular context. Our research has been carried out with the intention of transposing this formula to public forest lands. Our main objective is to develop a tool that will enable forest communities to evaluate the territorial and social potential of a public forest in view of establishing forest tenant farms. This evaluation tool was designed using data collected from a document review, various interviews, a focus group and a postal survey. It includes the main biophysical, economic, social and institutional success factors for the establishment of forest tenant farms. Our tool proposes an analytical framework for management models that differ from existing formulas on public land. Most of all, it is an instrument to facilitate evaluation and decision making by communities in reference to the forestry potential of their territory.