Dans le contexte actuel de démocratisation des technologies et des méthodes géomatiques, les expériences du type « Public Participation GIS » - PPGIS se multiplient. Le concept de PPGIS est, par essence-même, interdisciplinaire et multiforme. Il s’apparente, d’une certaine façon, à un déclinaison spécifique des SIG, vus comme des systèmes d’information (données, matériels, logiciels, méthodes et composantes humaines), incluant la dimension de la participation publique. De fait, les PPGIS ne se limitent pas aux simples outils logiciels. L’objectif principal d’un PPGIS consiste à accentuer/supporter l'implication des citoyens dans les processus de prise de décisions territoriaux, et à améliorer l'accès aux outils, aux données ainsi qu’à l'information (Steinmann et. al. 2004). Les applications des PPGIS revêtent des formes très variées, selon le contexte économique, l’organisation sociale et politique, la culture, mais également en fonction des problématiques traitées et des méthodologies développées (Joliveau 2006). Les exemples mettent en évidence qu’en pratique, la dimension ‘participation publique’ des PPGIS renvoie à des réalités différentes. La construction du domaine des PPGISciences (Sieber 2004) est basée sur la convergence de concepts sociaux, culturels, éthiques et environnementaux avec les technologies de l’information et à la géomatique. Ce développement engendre des questions épistémologiques complexes, dans la mesure ou chaque discipline impliquée pose évidemment un regard différencié sur les PPGIS. Par conséquent, le concept même de PPGIS est ambigu. Il n'existe pas de consensus sur ses éléments caractéristiques. Ce constat pose problème, tant sur le plan scientifique que sur le plan pratique, dans la mesure où il rend difficile, non seulement la formalisation de méthodes de développement adaptées aux PPGIS ; mais aussi le développement de critères d'évaluation de succès et d'échec (Craig et al. 1999). La communauté scientifique des PPGIS considère d’ailleurs que pour comprendre la réalité sur laquelle les chercheurs doivent appuyer leurs travaux, la formalisation consensuelle d’une définition claire et précise du concept de PPGIS s’impose. Les spécialistes affirment que l’une des priorités actuelles est la conception d’un cadre théorique basé en particulier sur une typologie des PPGIS (Tulloch 2003, Steinmann et al. 2004). Malgré les quelques recherches déjà réalisées, seules quelques typologies partielles ont été développées, et le concept demeure flou. L’objectif principal de cette recherche consiste à concevoir une typologie plus globale à partir d’une analyse en profondeur des concepts sous-jacents. Sur le plan plus pratique, cette recherche vise à concevoir et à développer un observatoire web des expériences PPGIS (ce dernier étant à la fois une composante de l’objectif et un moyen de l’atteindre). La méthodologie est basée sur la construction d’un cadre théorique (analyse de la littérature et des typologies existantes) et une analyse empirique (étude d’une série d’expériences de PPGIS). La méthodologie est complétée par une enquête sur les forums web spécialisés, de manière à solliciter la communauté du domaine et à valider nos résultats. Cette recherche a ainsi permis de construire une typologie des PPGIS, plus globale, complémentaire de celles déjà existantes. Se faisant notre travail permet d’améliorer la compréhension de ce domaine en émergence et apporte des éléments formels permettant de mieux le caractériser. / In the current context of democratization of technologies and methods of geomatics, “Public Participation GIS” practices - PPGIS multiply. The concept of PPGIS is, by its nature, interdisciplinary and multiform. It is connected, in a certain manner, to a specific variation of the GIS, understood as information systems (data, hardware, software, methods and human factor), including the dimension of public participation. Essentially, PPGIS are not limited to simple software tools. The principal objective of a PPGIS consists of accentuating/supporting the implication of the citizens in the territorial decision making processes, and to improve the access to tools, data, and information (Steinmann et al. 2004). Applications for PPGIS take a variety of forms depending on the economic context, the social and political organization, the culture, but also regarding to the treated problems and developed methodologies (Joliveau 2006). Examples underline that, in practice, dimension of “public participation” in PPGIS echoes different realities. The creation of the field (Sieber 2004) is based on the convergence of social concepts as well as cultural, ethical and environmental concepts associated with information technologies (IT) and Geomatics. This development generates complex epistemological questions, in a measure where each implied discipline obviously poses a different view on PPGIS. Consequently, the concept of PPGIS is ambiguous. There is no consensus on its characteristic elements. This circumstance causes some problems, both on the scientific and practical levels. It makes difficult, not having the standardization of methods of development adapted to the PPGIS; but also the development of evaluation criterions of success and failure (Craig and al 1999). Besides, the scientific community associated with PPGIS considers that in order to understand reality that the researchers must rely on their works, the agreed formalization of a clear and precise definition of the concept of PPGIS is inevitable. Specialists affirm that one of the current priorities is to design a theoretical framework particularly based on a typology of PPGIS (Tulloch 2003, Steinmann et al. 2004). In spite of some research work already carried out, only a few limited typologies were developed, and the concept remains unclear. The principal objective of this research consists of conceiving a more global typology starting from an in-depth analysis of the subjacent concepts. From a practical level, this research aims at designing and developing a web-based observatory of PPGIS experiments (this one is a component of our objective and at the same time a means of reaching it). Our methodology is based on the construction of a theoretical framework (literature review and an analysis of existing typologies) and an empirical analysis (study of a series of PPGIS experiments). Methodology is effectuated by an investigation into the specialized Web forums, so as to solicit the community of the field and to validate our results. This research thus made it possible to build a typology of the PPGIS, as a hole, complementary to those already existing. Doing this work improves understanding of this field in its infancy and elicits formal elements for better characterization of PPGIS.

Les spores de Glomus intraradices nouvellement formées sont soumises à un processus de dormance intrinsèque, levé par un passage à 4°C d'un minimum de 14 jours. Des changements morphologiques apparaissent au cours de ce processus, tels que, sans les 14 jours minimaux au froid, les spores mises à germer meurent majoritairement ou forment des patrons de croissance particuliers, confinés autour de la spore, très ramifiés, et dépourvus d'hyphes principaux. En revanche, dès que les 14 jours de rigueur au froid sont respectés, le taux de mortalité des spores mises à germer diminue et des hyphes principaux s'individualisent et s'allongent sur plusieurs centimètres. L'examen des processus morphologiques dans la littérature a révélé que le principe dimorphique se rencontrait tout au long du cycle de croissance externe du champignon MA, les hyphes tantôt formant de fines ramifications, les ± FB ¿ (Fine-Branching), tantôt s'allongeant sous la forme d'hyphes principaux, les ± RH ¿ (Runner-Hyphae). En phase germinative, les FB semblent apparaître en situation de stress. En phase pré-symbiotique, les FB sont représentés essentiellement par des structures ± fan-like ¿, les RH apparaissant dans le cas des rares colonisations racinaires directes. En phase extraradicale, les RH caractérisent les gros hyphes structuraux à partir desquels se ramifient des FB. Une nouvelle approche quantitative a été développée pour évaluer la croissance des hyphes, basée sur la mesure des dimensions fractales (DF). Cette technique a été appliquée à quatre souches de champignons MA du genre Glomus cultivées in vitro, soumises à l'influence de différentes molécules stimulant ou inhibant la croissance. La technique s'avère particulièrement efficace pour mesurer les FB germinatifs et les hyphes extraradicaux. La méthode traditionnelle de Grid-Line intersect (GL) demeure utile pour mesurer la longueur des RH germinatifs.

Notre étude a consisté à détecter et à quantifier, le cas échéant, la présence de flux génique entre des peupliers à composantes exotiques et leurs cousines indigènes. Nous avons récolté sur deux sites différents (Matane et Sorel) et sur deux à trois années consécutives, des graines provenant d’arbres-mères des espèces indigènes, Populus balsamifera et P. deltoides, situés autour de plantations de peupliers à composantes exotiques. Nous avons génotypé les graines à l’aide de marqueurs génétiques spécifiques de ces espèces. Ceci nous a permis de détecter la présence d’allèles provenant des arbres mâles à composantes exotiques de la plantation au sein des graines récoltées sur les arbres-mères indigènes présents autour de ces plantations. Nos résultats ont ainsi révélé la présence d’hybridation entre les arbres indigènes et les arbres à composantes exotiques des plantations. Cette hybridation spontanée pourrait affecter à plus long terme la constitution génétique des populations locales des espèces indigènes. / The goal of this study was to detect and quantify, when necessary, the presence of gene flow between poplars with exotic components and their native relatives. Seeds were collected from native mother trees, Populus balsamifera and P. deltoides, located in the surroundings of plantations of poplars with exotic components, in two different sites (Matane and Sorel) and during two to three consecutive years. We genotyped these seeds using genetic markers specific for these species. This method allowed us to detect, in the seeds collected from native mother trees present around these plantations, the presence of alleles brought about from male trees with exotic components located within the plantations. Our results revealed the presence of hybridization between native trees and trees with exotic components from the plantations. This spontaneous hybridization could affect in the long term the genetic constitution of local populations of native species.

Les applications d’aide à la décision spatiale telles que SOLAP (Spatial OLAP) sont traditionnellement conçues pour les environnements informatiques de bureau. L’adaptation des applications SOLAP aux contextes d’utilisation mobile (e.g. PDA et téléphones mobiles) pose certains problèmes dus à la nature et aux contraintes de ces environnements. Ce projet de recherche vise à apporter une solution, basée sur une architecture orientée services (SOA), pour l’adaptation des cubes de données SOLAP aux environnements mobiles. Il s’agit d’un service Web capable de transformer les cubes SOLAP des entrepôts de données géo-décisionnelles en mini-cubes de taille réduite, adaptés aux clients mobiles. Le service permet de sélectionner un sous-ensemble des cubes existants par l’intermédiaire d’opérateurs paramétrables, d’appliquer des traitements de simplification aux membres spatiaux, et finalement de transmettre ces données en format XML. Ce travail de recherche ouvre donc la voie à la conception et au développement de nouvelles applications géospatiales décisionnelles mobiles. / Decision support systems such as SOLAP (Spatial OLAP) have been originally designed as desktop applications. Adapting SOLAP applications to mobility contexts (e.g. using PDAs and mobile phones) pose some challenges due to the constraints of these environments. This research projects aims to provide a solution, based on a Service Oriented Architecture (SOA), for adapting SOLAP data cubes to mobile environments. It consists of a Web service which is capable of transforming SOLAP cubes from spatial data warehouses, in order to create mini-cubes of reduced size, suitable for mobile clients. This service allows selecting a subset of existing cubes (using parameterizable operators), applying simplification algorithms to spatial members, and finally transfering the data in an XML format. This research opens the way to the design and development of new geospatial decisional mobile applications.

Les systèmes d’information géographique (SIG) constituent des outils performants pour la gestion, l’analyse et la représentation de données spatiales. Ils sont utilisés dans de nombreux domaines dont en biologie marine. Parmi les phénomènes spatiaux étudiés en milieu marin, la dynamique des poissons fait l’objet de nombreuses recherches, étant donné l’importance des pêches dans l’économie des régions côtières et la nécessité de gérer ces ressources de façon durable. Un comportement clé des poissons est leur capacité à se regrouper pour former des agrégations. Une compréhension de ces agrégations est nécessaire afin d’établir des stratégies de reconstruction efficaces des ressources halieutiques en déclin. Cependant, les méthodes existantes utilisées pour représenter les agrégations de poissons ne modélisent pas ces agrégations explicitement en tant qu’objets spatiaux. De plus, malgré les capacités intéressantes offertes par les SIG actuels, ces outils sont limités en raison de la nature tridimensionnelle, dynamique et floue des agrégations de poissons dans le milieu marin. L’objectif principal de ce mémoire est de proposer de nouvelles approches pouvant permettre d’améliorer l’identification et la représentation spatiale des agrégations de poissons à des échelles régionale et locale. En 2D, l’approche proposée repose sur les modèles d’objets spatiaux flous découlant de la théorie des ensembles flous. Elle utilise une structure de données vectorielle pour représenter les limites des étendues minimale et maximale des agrégations de poissons et une structure de données matricielle pour modéliser la transition graduelle existant entre ces limites. Par ailleurs, en 3D, l’approche développée se base sur la triangulation Delaunay 3D et dynamique ainsi que sur l’algorithme de clustering 3D des α-shapes. Elle permet de détecter les agrégations contenues dans un jeu de données et de les reconstruire sous la forme d’objets 3D afin de pouvoir en étudier, par exemple, les propriétés morphologiques. L’application des approches proposées à des données halieutiques révèle plusieurs avantages et limitations qui sont discutés tout au long du mémoire. / Geographic information systems (GIS) are powerful tools to manage, analyse and represent spatial data. They are used in various disciplines, including marine biology. One of the most important phenomena intensively studied by marine biologists is the dynamics of fish. This is partly because there is an increasing need for sustainable management of fisheries which are very important in the economy of coastal zones. Fish aggregations are a fundamental component of these dynamics and should be better understood to establish efficient recovery strategies in the context of declining aquatic resources. However, the traditional representations of fish aggregations do not model those aggregations explicitly as spatial objects. Moreover, despite many interesting capabilities of current GIS, these tools are unable to handle the tridimensional, dynamic and fuzzy nature of fish aggregations. The main objective of this thesis is to propose new approaches to improve the representation of fish aggregations at the regional and local scales. In 2D, the proposed approach is based on the fuzzy spatial objects models, which are based on the fuzzy sets theory. It uses a vector data structure to delineate the maximal and minimal extents of fish aggregations and a raster data structure to model the gradual transition which exists between these boundaries. In 3D, the proposed approach for the representation of fish aggregations is based on the dynamic Delaunay tetrahedralisation and the 3D α-shapes clustering algorithm. The integrated algorithm allows automatic detection of the fish aggregations contained in a dataset. 3D models also allow amongst other things the study of the morphological properties of the different aggregations. Testing these approaches with fisheries data (e.g. datasets from scientific surveys, acoustic datasets) revealed several benefits and limitations which are discussed throughout this thesis.

La planification annuelle des approvisionnements forestiers est une tâche complexe qui vise à rendre des volumes de bois disponibles aux divers centres de transformation. Pour se faire, une multitude d'activités doivent être coordonnées dans le temps et l'espace afin de livrer les bons produits, aux bons endroits et aux bons moments. La coordination des diverses activités impliquées est davantage complexifiée lorsque plusieurs entreprises partagent les mêmes parterres de coupe et se rendent mutuellement des services d'approvisionnement. Dans ce contexte, un planificateur est confronté à deux problèmes inter reliés : la planification de ses opérations forestières sur le territoire et la coordination de celles-ci avec celles des autres entreprises. En général, la planification s'effectue sans support mathématique autre qu'une feuille de calcul pour équilibrer les livraisons de bois aux usines. Dans ces conditions, les planificateurs éprouvent de la difficulté à évaluer la qualité de leurs décisions et s'appuient principalement sur leurs intuition et expérience. Cette thèse vise à développer une approche de planification décentralisée des approvisionnements forestiers basée sur l'usage de modèles mathématiques afin de pallier à ce problème. Dans un premier temps, un processus de planification centralisée est présenté et testé. Par la suite, une approche de planification décentralisée des approvisionnements forestiers est proposée afin de coordonner les activités des diverses entreprises entre elles. L'approche de coordination proposée est testée et comparée à l'approche actuellement en usage. / Wood procurement planning is a complex task which aims to provide wood volumes to diverse processing mills. To do so, several activities must be coordinated in time and space in order to deliver the right volumes, to the right mill, and at the right moment. The coordination of the diverse activities involved in wood procurement planning is further complicated when several companies share the same procurement areas, and companies provide each other with procurement services. In this context, a planner faces two interdependent problems: planning its forest opérations over the land base, and coordination of its opérations with those of other companies. In gênerai, managers still largely rely on intuition and expérience without mathematical programming support other than a spreadsheet to try to balance wood delivery to their mills. Planners therefore struggle to evaluate the quality of their décisions. The aim of this thesis is to develop a distributed wood procurement planning approach based on the use of mathematical models to overcome this problem. First, a centralized planning process that allows a company to plan its procurement activities is presented and tested. Then, a distributed planning approach to coordinate the firms' procurement activities among themselves is proposed. The proposed coordination approach is tested and compared to the approach currently in use.

[CPPTM = Coupe avec Protection des Petites Tiges Marchandes]. / Depuis 2003, la CPPTM est inscrite dans le Manuel d'aménagement forestier comme une alternative opérationnelle à la CPRS. Ce mémoire évalue le potentiel à la CPPTM des strates écoforestières de la région 02 Saguenay-Lac-St-Jean. Dans l'optique de diminuer les coûts des inventaires d'intervention, il évalue également le potentiel des images satellitaires Ouickbird pour caractériser, à une échelle locale, le potentiel à la CPPTM des peuplements forestiers. Les placettes-échantillons provenant du 3ème programme d'inventaire d'aménagement forestier ont été analysées afin de déterminer lesquelles étaient aptes ou non à la CPPTM. Seules les strates résineuses matures ont été considérées dans cette étude. Selon cette première analyse, 35,4% des placettes de la région Saguenay-Lac-St-Jean répondaient à tous les critères dendrométriques en lien avec un traitement de CPPTM. Des régressions logistiques ont permis d'identifier les variables de la strate cartographique qui présentent une corrélation avec l'aptitude à la CPPTM. À première vue, on remarque que les strates résineuses ayant une composante de sapin (SS-SEES) présentent un meilleur potentiel que les strates d'appellation EE. Les variables qui apparaissent discriminantes quant au potentiel d'aptitude à la CPPTM sont : la région écologique, les classes de densité, d'âge et de hauteur, le dépôt de surface, la série évolutive et la présence d'épidémie légère. Sur la base de ces variables déterminées, l'aptitude des strates écoforestières a été évaluée pour toute la région du SaguenayLac- St-Jean. Les développements récents en télédétection offrent un fort potentiel en foresterie. Les images à haute résolution Ouickbird atteignent une résolution de l'ordre de 0,6 m, rendant maintenant possible la délimitation automatique des cimes d'arbres et des trouées. L'unité d'aménagement forestier 27-51, où Bowater Canada inc. était le principal bénéficiaire, a été étudiée dans le but d'évaluer l'apport de l'imagerie satellitaire pour cibler à une échelle locale les peuplements aptes à une CPPTM. Pour ce faire, deux images satellitaires Ouickbird d'une superficie d'environ 200 km² chacune ont été acquises à l'été 2005 et 135 placettes-échantillons d'une superficie de 900 m² ont été implantées entre 2004 et 2006. Des régressions linéaires multiples ont été calibrées afin d'estimer les critères discriminant l'aptitude à la CPPTM à l'aide des variables extraites des images satellitaires. Tout comme pour le potentiel établi à l'aide des données de la région Saguenay-Lac-StJean provenant du 3eme programme d'inventaire d'aménagement forestier, l'analyse des images satellitaires indique que . les strates à composante de sapin possèdent une aptitude à la CPPTM supérieure à celles d'appellation EE. Pour les pessières pures (EE), les régressions permettent de bien identifier les sites aptes à un traitement de CPPTM (sensibilité moyenne), mais certains sites inaptes sont mal classés par les modèles (faible spécificité). À l'opposé, pour les groupements d'essences SS-SE-ES, les régressions permettent de bien identifier les sites inaptes à un traitement de CPPTM (bonne spécificité), mais certains sites aptes sont mal classés par les modèles (sensibilité moyenne). L'imprécision dans la classification pourrait être en partie attribuable à la faible superficie des cimes et à la structure irrégulière des peuplements qu'on retrouve sur le territoire à l'étude. En effet, la combinaison de ces facteurs favorise la délinéation d'îlots d'arbres plutôt que de cimes individuelles.

La coupe mosaïque est l’une des approches utilisées dans l’aménagement des forêts du Québec afin de diminuer l’impact des coupes à blanc et d’augmenter la rétention de forêts matures. Or, l’impact de cette méthode sur les dommages causés par le vent est méconnu. Cette étude cherche donc à définir l’effet du patron de dispersion des coupes et des variables du milieu sur l’incidence du chablis dans les lisières. Le territoire soumis à l’étude est situé environ à 150 kilomètres au nord du lac Saint-Jean (Québec, Canada) à l’intérieur du sous domaine de la pessière à mousse de l’est. Le chablis a donc été inventorié dans les lisières boisées d’un secteur de coupe conventionnel et dans un secteur en mosaïque, à l’aide de parcelles échantillons de 10 mètres par 50 mètres. L’inventaire de terrain a été appuyé par un inventaire cartographique afin d’évaluer le chablis à l’échelle du patron de coupe. Ainsi, la photo interprétation du chablis en bordure de coupe a été réalisée à partir de photographies aériennes 1 : 10 000. Suite aux analyses, les variables explicatives à l’échelle de la lisière sont l’espacement, la hauteur, le type de lisière, la composition forestière et le diamètre. Les données de la photo interpétation permettent ensuite d’estimer les pertes de volume associées à chaque patron de coupe. Sur une profondeur de 30 mètres dans les lisières, la coupe conventionnelle subit une perte supérieure de 10%. Les conséquences pour l’aménagement sont finalement discutées. / Mosaic cut is one of the patterns used in Québec forest management to reduce the impacts of clearcutting and to increase the retention of mature forest. However, the global effect of mosaic cut pattern on windthrow losses has yet to be gauged. The aim of this research is to define the impact of the dispersion cut pattern on winthrow losses and to identify the variables that have an incidence on winthrow within forest edges. The study area was 150 km north of lac Saint-Jean (Québec, Canada) in even aged black spruce forest. Windthrow was inventoried in edges of conventionnal cut and in edges of mosaic cut with experimental plots of 10 meters large and 50 meters long. A cartographic survey was also conducted. Thus, windthrow photo interpretation in edges was done using 1: 10 000 scaled photos. After the analyses, spacing, height, edge type, species composition and diameter turned out to explain significantly windthrow at the edge scale. Photo interpretation data allowed the estimation of windthrow losses for each cut pattern. Within 30 meters inside the edges, losses are 10% more important on the conventional cut pattern. Consequences for management are then discussed.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2008-2009 / Ce mémoire examine l'effet de l'agrisylviculture sur les champignons mycorhiziens arbusculaires (MA). Un premier chapitre met en relation les nouveaux développements de la recherche sur les systèmes agrisylvicoles et l'écologie des champignons MA. Le deuxième chapitre examine la diversité des champignons MA dans un système agrisylvicole du sud-ouest du Québec, par analyse moléculaire d'un gène des champignons. Le premier chapitre démontre que la diversité des champignons MA n'est pas forcément plus élevée dans les systèmes agrisylvicoles que dans les systèmes agricoles conventionnels, mais que l'agrisylviculture peut répondre favorablement à certaines imperfections de l'agriculture biologique. La composition des communautés de champignons MA trouvée dans le système agrisylvicole étudié était relativement simple, révélant ainsi un degré élevé de perturbations probablement liées aux techniques culturales. Il apparaît en outre que les arbres et la culture supportaient des communautés distinctes suggérant que l'agrisylviculture puisse avoir un potentiel dans l'augmentation de la diversité des champignons MA.

Le principe des chronoséquences a été adopté pour déterminer l'évolution du volume après l'entrée en sénescence de peuplements d'épinette noire (Picea mariana (Mill.) B.S.P.) de la Côte-Nord à partir d'une carte des feux et des données des placettes échantillons permanentes. Pour déterminer l'évolution du volume après 200 ans, des répartitions théoriques du territoire par classe de volume ont été établies à partir de deux hypothèses différentes : (i) le maintien du volume au cours du temps et (ii) la décroissance du volume. La comparaison de ces répartitions théoriques à la répartition observée a permis de retenir l'hypothèse du maintien du volume après l'entrée en sénescence du peuplement. Les modifications de l'évolution du volume au cours du temps se répercutent par une baisse du niveau de possibilité forestière due à une augmentation du volume perdu par sénescence qui peut être compensée par le recours à l'optimisation lors de la réalisation du calcul de possibilité forestière.