Ce projet de recherche a pour objectif d'évaluer le potentiel des capteurs acoustiques sousmarins, tout particulièrement la caméra DIDSON, dans l'inspection des infrastructures portuaires et ceci à travers la conception et le développement d'une méthode permettant la détection et la caractérisation des défauts sur les infrastructures portuaires à partir d'images acoustiques. L'approche mise en oeuvre s'articule autour de deux principaux axes: le premier est dédié à l'amélioration et au dé-bruitage des images; le second concerne la caractérisation et l'extraction des éléments représentant potentiellement des défauts sur les infrastructures portuaires. L'amélioration de la qualité des images s'est appuyée sur les caractéristiques d'acquisition de la caméra DIDSON. La détection et la caractérisation des défauts ont été effectuées selon une approche de segmentation des images et une analyse en composantes connexes. Les premières évaluations des résultats démontrent le potentiel de l'approche pour l'exploitation des données acoustiques dans l'inspection des installations portuaires.

Depuis les années 1990, l' altimétrie par satellites est entrée dans une phase opérationnelle, grâce à la couverture exceptionnelle procurée par la combinaison de plusieurs missions (TOPEX/POSEIDON, ERS-1/2, Jason-l , ENVISAT, GFO). Ces missions contribuent entre autres à l'étude des marées, de la circulation océanique et du climat global. Ainsi, l'altimétrie spatiale, au moyen d'un radar embarqué sur un satellite, permet de cartographier directement les hauteurs de la surface de la mer d'une manière continue et d'étudier la surface océanique moyenne et aussi le géoïde. Il s'agit dans cette étude de calculer un géoïde local en mer Égée en Méditerranée par l'analyse des mesures altimétriques du satellite Jason-l et du positionnement précis de marégraphes au sol. Une correction d'orbite des données altimétriques et une interpolation sur une grille régulière sont appliquées. La méthode d'interpolation spatiale du krigeage est utilisée pour le calcul du modèle du géoïde sur une grille régulière de la zone d 'étude. La validation externe du modèle s'appuie sur la comparaison avec des données in situ de marégraphe et des modèles existants tels que l'EGM 96.

Afin d’être en mesure d'établir des stratégies d’aménagement durable dans la forêt mélangée tempérée de la Mauricie (Québec, Canada) les aménagistes de ce territoire ont l’intérêt d’avoir une appréciation de l’impact historique de l’industrie forestière. L’objectif principal de cette étude était de documenter, à l’échelle du paysage, l’influence de l’historique de l’exploitation forestière sur l’évolution du couvert forestier et le capital ligneux dans cette forêt. L’étude s’est principalement basée sur des données d’archives, particulièrement un fonds d’archives de la compagnie AbitibiBowater inc. Le premier chapitre de cette étude avait pour objectif d’établir un portrait forestier préindustriel de cette forêt. De grands feux en 1870 et 1923, en plus de trois épidémies de tordeuse des bourgeons de l’épinette au cours du 20e siècle, furent les principales perturbations naturelles. Il est apparu que quelle que soit l’échelle de paysage considérée dans cette étude, la forêt mélangée préindustrielle de la Mauricie était principalement mature ou surannée (> 100 ans) et dominée par le type de couvert « mélangé » avec feuillus intolérants. Au niveau des essences individuelles, le couvert forestier était dominé par le bouleau blanc, l’épinette noire et le pin gris, soit des essences de début de succession après feu en forêt boréale. Le chapitre 2 avait pour objectif de reconstituer l’évolution du couvert forestier dans quatorze paysages ainsi que qualifier l’altération possible des coupes sur l’évolution du couvert forestier. Pour répondre à ce dernier objectif, dans une logique d’analyse par triangulation trois méthodes d’analyse ont été mises à profit. La principale altération de la récolte forestière sur l’évolution du couvert forestier fut qualifiée d’additive à la dynamique naturelle, particulièrement en lien avec le phénomène d’enfeuillement. L’objectif du chapitre 3 était de reconstituer l’évolution de la récolte forestière dans une ancienne concession forestière (Vermillon) à l’aide d’indicateurs nous permettant de réfléchir aux implications de la révocation des concessions en 1986 sur la pérennité de la ressource bois. Dans le contexte de notre étude de cas, on a constaté que depuis la révocation de la concession Vermillon, il y avait eu augmentation de la récolte forestière. S’il nous était impossible de juger si cet accroissement s’était fait au détriment de la pérennité de la ressource bois, il est apparu que, dans une optique de rendement soutenu, notre marge de sécurité a certainement diminué depuis l’application de la politique de 1986. « Garder la mémoire de nos actions et leurs résultats » devrait être un leitmotiv dans notre aménagement forestier. Minimalement, il conviendrait de garder en mémoire les informations, données, qui sont collectées à même les opérations régulières d’aménagement. / To ensure sustainable development in a temperate mixedwood boreal forest in central Quebec (Canada), forest managers would like to measure the historical impact of harvesting on forest cover evolution at the landscape level. The main objective of this study was to document, at the landscape level, the historical effects of harvesting on forest cover evolution and wood volume. The study was mainly based on archival records, particularly AbitibiBowater inc 's archives. The objective of the first chapter of this study was to characterize the pre-industrial forest. The main natural disturbances were big fires in 1870 and 1923 and three spruce budworm epidemics in the 20th century. Whatever the scale considered in this study, the pre-industrial forest cover was mainly composed of mature or old-growth (> 100 years) and dominated by mixedwood forest stands with intolerant hardwoods. The main forest species were white birch, black spruce and jack pine, three species associated to forest succession after fire in the boreal forest. Chapter 2 had as objectives to make an historical reconstruction of forest cover evolution in 14 landscapes and to qualify the possible effects of harvesting. For the latter, we used three analytical methods in a triangulation approach. The main alteration of forest harveting on forest cover was qualified as additive to the natural dynamic, particularly considering the increase of intolerant hardwoods. The objective of chapter 3 was to make an historical reconstruction of wood harvesting in a past forest concession (Vermillon). We monitored indicators of forest sustainability in order to discuss the impacts of forest concession revocation in 1986. In the context of our study we noted an increase of wood harvesting after the revocation. Although we were unable to conclude that the new policy was a threat to wood production sustainability, on a sustainable yield basis, our security margin has surely diminished since the introduction of the policy of 1986. “To keep in mind the actions we have done and their results” should be a leitmotiv in our forest management. At least, we should record the data collected during regular operations.

L'utilisation des panneaux composites à base de bois s'oriente de plus en plus vers des applications techniques d'ameublement et d'agencement. Cette reconquête implique le développement d'outils prévisionnels performants permettant une plus grande maîtrise du comportement hygromécanique de ces matériaux mis en service dans les conditions climatiques nord-américaines. Pour des raisons économiques ou esthétiques, on remarque une tendance dans l'industrie qui consiste à appliquer des revêtements de qualité différente sur les deux faces du panneau. Ces pratiques entraînent une distribution de teneur en humidité et de contrainte non uniforme selon l'épaisseur du panneau, pouvant engendrer des déformations. Le gauchissement de ces produits pourrait faire l'objet d'un rejet par le consommateur et d'une dégradation de l'image de marque de l'enseigne. Dans le but de prévenir ce gauchissement, on doit bien connaître le comportement de chaque composante ainsi que celui de l'ensemble formant le composite. Dans ce projet, trois produits de finition sont considérés : le placage d'érable à sucre, le papier décoratif imprégné de mélamine et le papier foil. Dès lors, l'objectif est de caractériser le comportement hygromécanique des panneaux de fibres et de particules finis asymétriquement par ces revêtements tout en décrivant les conditions climatiques de transport et de mise en service. L'étude comporte à la fois un aspect expérimental et un aspect modélisation par éléments finis. Il a donc fallu établir un modèle mathématique approprié; déterminer les propriétés physiques et mécaniques des composites, de l'adhésif et des revêtements relatives au transfert d'humidité, à la dilatation linéaire, au retrait/gonflement et aux déformations; procéder à la résolution du modèle par éléments finis et, finalement, valider les résultats du modèle en les comparant aux résultats expérimentaux. Le modèle mathématique proposé est basé sur une équation de transfert d'humidité en régime transitoire, la loi de Hooke du comportement élastique et une équation d'équilibre.

Dans la continuité des projets du programme d'amélioration génétique de l'épinette blanche (Picea glauca [Moench] Voss.), l'utilisation de la variabilité génétique familiale pourrait améliorer l'enracinement des boutures. Des boutures d'épinette blanche, provenant de 75 familles unifamiliales, ont été produites et les échantillonnages, couvrant la phase d'enracinement (B+0) et deux saisons de croissance (B+l, B+2), ont permis d'évaluer les variables de croissance, d'architecture du système racinaire, les échanges gazeux et le statut nutritionnel. L'estimation des paramètres génétiques a montré que l'enracinement des boutures est sous contrôle génétique, notamment par des valeurs élevées d'héritabilités individuelle et familiale de la masse racinaire durant ces phases de croissance. Les corrélations génétiques mettent en perspective la relation entre la masse racinaire et le diamètre ou la hauteur. La variabilité génétique familiale d'enracinement est suffisamment importante pour inclure une sélection des pieds-mères utilisés aux fins du bouturage et ainsi améliorer l'enracinement chez l'épinette blanche.

Les interactions entre les plantes et les agents pathogènes fongiques conduisent habituellement à la mise en place par l’hôte de différents mécanismes de défense. Des exemples de ces mécanismes sont le renforcement de la paroi cellulaire par la subérine, la lignine et les composés phénoliques pariétaux, ainsi que l’accumulation de protéines PR et la production de phytoalexines qui peuvent être toxiques pour l’agent pathogène. Chez les plantes susceptibles, ces mécanismes ne réussissent pas à empêcher le développement de la maladie. La maladie hollandaise de l’orme est une maladie à caractère épidémique qui a causé la mort de millions d’ormes en Europe et en Amérique du Nord. Les bases moléculaires de cette maladie sont encore peu connues. Afin d’identifier des gènes impliqués dans l’interaction entre l’espèce susceptible Ulmus americana L. et son champignon pathogène Ophiostoma novo-ulmi Brasier, un système in vitro a été mis au point, celui-ci utilisant des cultures de cals auxquelles des cellules levuriformes du champignon ont été inoculées. Afin de valider son utilisation pour l’analyse génomique, ce système a d’abord fait l’objet d’une analyse histopathologique en microscopie photonique et électronique. Le développement du champignon dans les cals et les réactions de défenses de ces derniers face à la présence du champignon ont été observés à 4, 24 48, 72 et 96 heures post-inoculation (hpi). Le champignon a été détecté sous forme de réseau d’hyphes dans toutes les parties du cal à partir de 48 hpi. Les tests histochimiques ont montré l’importance de certaines réactions telles que l’accumulation de phénols, de lignine et de subérine dans les cellules des cals. Le pourcentage de cellules subérisées était 4,6 fois plus élevé à 96 hpi dans les cals infectés que dans les cals témoins. Une banque d’ADN complémentaire a été construite à partir de cals infectés (72 hpi) en utilisant la technique des hybridations suppressives et soustractives (SSH). Un total de 535 étiquettes de séquences exprimées (EST) a été obtenu et déposé dans la banque de données Genbank suite au séquençage partiel des clones. Ces étiquettes ont été regroupées en 314 uniséquences dont la majorité correspondait à des gènes d’orme identifiés durant l’interaction. Cinquante-trois uniséquences représentant des gènes impliqués dans différentes voies métaboliques associées à la défense ont été sélectionnées par un criblage différentiel et considérées comme étant induites durant l’interaction. Les profils d’expression à différents temps après inoculation ont été établis par PCR quantitative chez 18 uniséquences provenant de cals infectés ainsi que de cals traités à l’eau stérile. Ils confirment l’induction ou l’expression constitutive des gènes correspondants durant le processus de l’infection. Cette étude fournit pour la première fois une ressource génomique pour l’orme et révèle des mécanismes moléculaires impliqués dans l’interaction entre l’orme américain et l’agent pathogène responsable de la maladie hollandaise de l’orme. / Interactions between plants and fungal pathogens usually lead to the induction of different host defense mechanisms. Some of these mechanisms are the reinforcement of the plant cell wall by suberin, lignin and wall bound-phenolics, the accumulation of pathogenesis-related proteins, and the production of phytoalexins that could be toxic to the pathogen. Yet in susceptible plants, these mechanisms are not effective to produce resistance and disease develops. Dutch elm disease (DED) is a pandemic tree disease that killed millions of elm trees, especially in North America and Europe. The molecular bases of this disease are still poorly understood. With the objective of identifying genes involved in the interaction between the susceptible Ulmus americana L. and the pathogen Ophiostoma novo-ulmi Brasier, an in vitro system was developed using callus cultures inoculated with budding cells of the fungus. In order to validate the use of this system for genomic analyses of the interaction, a histopathological analysis was carried out using light and electron microscopy. Fungal colonization of the callus tissue and reactions of callus cells to the presence of the pathogen were observed at 4, 24, 48, 72 and 96 hours post-inoculation (hpi). The fungus was seen in its hyphal form by 48 hpi in all parts of the callus. Histochemical tests showed the importance of host reactions such as the accumulation of phenols, lignin, and suberin. The percentage of suberized cells was 4.6 times higher at 96 hpi in infected calli than in mock-inoculated control calli. A cDNA library using suppression subtractive hybridization (SSH) was constructed from infected elm callus tissue harvested at 72 hpi. A total of 535 expressed sequence tags were generated through partial sequencing and submitted to Genbank. These were grouped into 314 unisequences, the majority corresponding to elm genes identified during the interaction. Fifty-three unisequences representing genes involved in different pathways associated with plant defense were selected by differential screening and considered upregulated in the infected tissues. The expression profiles in mock and infected elm callus cultures of a subset of 18 elm genes were analyzed in more detail by quantitative reverse transcriptase polymerase chain reaction. These confirmed upregulation and constitutive expression of selected genes during the infection process. This study provides, for the first time, a genome-wide resource for the elm, and furthermore identifies molecular mechanisms likely involved during the interaction between U. americana and the DED pathogen.

Depuis plus de 20 ans, l'insecticide microbien Bacillus thuringiensis var. kurstaki (Btk) est appliqué au Québec afin de réduire les impacts négatifs de la tordeuse des bourgeons de l'épinette (TBE) (Choristoneura fumiferana (Clem.)) sur la ressource ligneuse. Mais, qu'en est-il de sa rentabilité ? En période épidémique, le territoire forestier québécois ne peut être protégé en totalité en raison de sa grande superficie et de la récurrence annuelle des attaques de l'insecte ce qui impliquerait des coûts de protection cumulatifs très élevés. Dans le contexte forestier actuel et devant l'éventuel retour d'une épidémie de la tordeuse des bourgeons de l'épinette, il devient primordial d'identifier les aires à traiter sur la base des pertes anticipées en incluant les effets de l'insecte et des traitements sur la croissance. Ce questionnement est abordé dans ce projet de recherche, plus spécifiquement sur le sapin baumier, l'essence de prédilection de la tordeuse des bourgeons de l'épinette. Dans le sud-ouest du Québec, l'accroissement annuel de trois catégories (traités, non-traités et sans TBE) de peuplements mélangés de sapin baumier (Abies balsamea (L.) Mill) a été mesuré pendant une période de neuf années consécutives (1994-2002), alors qu'à différents intervalles de temps, des traitements au Btk ont été appliqués afin de réduire la défoliation causée par la tordeuse des bourgeons de l'épinette. Cette recherche démontre que les opérations de pulvérisations aériennes d'insecticide biologique s'avèrent rentables en protégeant 66% de la capacité photosynthétique. Également, grâce à ces opérations aériennes, les peuplements traités ont conservé des niveaux de croissance et de mortalité d'arbres similaires à ceux sans TBE.

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

Deux symbioses végétales partagent la même niche écologique, leur hôte, une légumineuse. Ces deux associations mutualistes sont la mycorhize arbusculaire (MA) et la symbiose Rhizobium/légumineuse. Chacune de ces relations symbiotiques, prise individuellement, peuvent contrôler leur propre colonisation par des mécanismes d'autorégulation. Ce contrôle exclusif s'effectue par rétroaction systémique et parviendrait à limiter le coût en carbone pour l'hôte. En vue d'étudier la restriction exercée par une plante hôte sur le degré de colonisation mycorhizienne et rhizobienne, la légumineuse Medicago sativa a été cultivée en chambre bicompartimentée (Split-Roots). Ce dispositif expérimental a permis de séparer en deux parties distinctes le système racinaire de M. sativa. Le but recherché par ces expérimentations était de vérifier à distance l'autorégulation au sein d'une symbiose sur la seconde partie du système racinaire et de mettre en évidence une régulation négative croisée entre deux symbioses différentes. En effet pour la première fois, il est démontré que l'autorégulation systémique n'est pas l'action d'une seule symbiose sur elle-même, mais que par des signaux communs entre les deux symbioses, il existe une régulation négative croisée entre elles. Cette approche permet d'examiner, sous un nouvel angle, la régulation de l'établissement d'une symbiose par une autre symbiose. Dans ces conditions, nos résultats montrent l'existence d'un lien évident de signalisation entre les deux symbioses végétales. Dans le cas précis d'une pré-colonisation de M. sativa par Sinorhizobium meliloti, les facteurs Nod se sont révélés impliqués au niveau de l'autorégulation. Dans cet exemple, les flavonoïdes exsudés par M. sativa sont non seulement reconnus par les Rhizobia mais aussi par le Glomus mosseae. Ces résultats représentent un acquis important pour l'interprétation de la signalisation au niveau de l'autorégulation des deux symbioses à l'étude. Par ailleurs, l'analyse des exsudats racinaires de M. sativa par chromatigraphie liquide à haute performance (HPLC) montre une modification significative du patron des isoflavonoïdes lorsque cette plante est soumise à différents contrôles dérivant d'autorégulations et de régulations négatives croisées. De plus il est loisible d'observer une variation similaire de patrons de flavonoïdes suite à l'application de facteurs Nod. En soi, d'une façon plus exacte, tous ces traitements provoquent une réduction marquée de la formononétine et de l'ononine. Ces deux isoflavonoïdes semblent être d'excellents candidats comme molécules ± signal ¿ dans la régulation à distance pour les deux symbioses végétales. De plus, l'application externe de ces deux isoflavonoïdes peut normalement restaurer la nodulation et la mycorhization. Les flavonoïdes jouent un rôle clef dans la formation de la symbiose MA chez M. sativa. Lors d'expériences avec diverses souches de G. mosseae nous avons cherché à montrer qu'il y avait bien une régularité et une constance dans le patron de flavonoïdes considérés comme molécule signal et cela peu importe les besoins métaboliques divergents associés à ces souches de G. mosseae. Selon cette prémisse nous concluons que leur production n'est pas subordonnée aux besoins métaboliques des souches fongiques. La constance de l'augmentation ou la réduction du patron de ces flavonoïdes pourraient bien être le résultat du rôle de flanovoïdes impliqués pour des mécanismes de signalisations qui accompagnent nécessairement l'établissement de la symbiose MA.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2008-2009 / La génogéographie de l'épinette nOIre (Picea mariana) a été étudiée à l'échelle transcontinentale à l'aide de marqueurs microsatellites de l'ADN chloroplastique, puis comparée à celle obtenue par Jaramillo-Correa et al. (2004) à l'aide de marqueurs du génome mitochondrial. Cette approche a permis de confirmer l'existence de lignées génétiques distinctes au sein des populations modernes résultant de l'isolation probable des arbres dans plusieurs populations ancestrales lors du dernier épisode glaciaire. L'intensification de l'échantillonnage a permis de détecter une nouvelle lignée génétique en Alaska. La comparaison de l'étendue des lignées chloroplastiques et mitochondriales a montré que le flux génique par le pollen est beaucoup plus important que celui par les graines et agit préférentiellement de manière unidirectionnelle d'ouest en est. Cette étude a également mis en évidence que certains individus sont caractérisés par des assemblages de génomes chIoroplastique . et mitochondrial probablement apparus sous l'effet du flux génique lors de la recolonisation postglaciaire.