Le recours aux données géographiques issues des macro-observatoires s’impose comme la solution incontournable pour les agences de développement et bailleurs de fonds internationaux en quête de données structurées et facilement accessibles. Ces données sont pourtant conçues selon une vision globalisante qui ne reflète pas ou pas suffisamment les contextes spécifiques locaux sur lesquels ces acteurs doivent intervenir. Dans les pays du Sud en particulier, les savoirs géographiques locaux constituent le plus souvent la seule source de données terrain disponible. Mais leur fiabilité et leur utilité sont souvent questionnées, en comparaison des données statistiques ou cartographiques des macro-observatoires. En effet, ils ne sont que peu ou pas formalisés. Ils nécessitent des processus de collecte de terrain complexes à mettre en œuvre. Leur interprétation est souvent difficile, en particulier pour les acteurs occidentaux. Ce travail de recherche a pour objectif la conception d’un cadre d’intégration des savoirs géographiques locaux dans les macro-observatoires. Il repose concrètement sur l’observation, l’analyse et la mise en relief des points communs et des différences des deux types de savoirs géographiques, à partir du cas de la région de DIANA à Madagascar; et plus précisément des savoirs locaux issues d’une démarche de Zonage À Dire d’Acteurs (ZADA) et des données globales de l’observatoire « Harvest Choice » de l’International Food Policy Research Institute (IFPRI). Mots-clés : Macro-observatoires, données locales, données globales, infrastructure de données spatiales, intégration des données, connaissances locales, connaissances experts, SIG.

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.

Depuis l’avènement du SOLAP, la problématique consistant à produire des analyses spatiales à la volée demeure entière. Les travaux précédents se sont tournés vers l’analyse visuelle et le calcul préalable afin d’obtenir des résultats en moins de 10 secondes. L’intégration des données matricielles dans les cubes SOLAP possède un potentiel inexploré pour le traitement à la volée des analyses spatiales. Cette recherche vise à explorer les avantages et les considérations à exploiter les cubes matriciels afin de produire des analyses spatiales à la volée dans un contexte décisionnel. Elle contribue à l’évolution du cadre théorique de l’intégration des données matricielles dans les cubes en ajoutant notamment la notion de couverture matricielle au cube afin de mieux supporter les analyses spatiales matricielles. Elle identifie des causes de la consommation excessive de ressources pour le traitement de ces analyses et propose des pistes d’optimisation basées sur l’exploitation des dimensions matricielles géométriques.

Il existe au Québec un cadastre vertical qui montre graphiquement la propriété dans le cas de la superposition de la propriété. De nombreux travaux se sont intéressés au besoin d'une représentation volumique cadastrale pour ce type de cas, mais peu d'études ont porté sur la question de l'acquisition des données. Nous nous intéressons ici à l'utilisation des LiDAR terrestres pour la modélisation 2D et 3D à des fins cadastrales, technique peu utilisée aujourd'hui pour ce type d'application. L'objectif est d'estimer la pertinence du LiDAR terrestre pour l'acquisition de données spatiales utiles à la production de représentations cadastrales 2D et 3D pour des condominiums. Cette étude, en collaboration avec le groupe VRSB, a porté sur deux cas réels de condominiums et a permis, via la comparaison de levés effectués au LiDAR terrestre et au distancemètre, de mettre en évidence les avantages et les inconvénients du LiDAR terrestre pour cette application.

Les systèmes d’information géographique (SIG) sont largement utilisés pour représenter, gérer et analyser les données spatiales dans plusieurs disciplines incluant les géosciences, l’agriculture, la foresterie, la météorologie et l’océanographie. Néanmoins, malgré l’avancement récent des technologies des SIG, ils sont encore limités dans la représentation et la simulation des processus spatiotemporels. Ce travail de recherche définit le cadre théorique, conceptuel et applicatif qui vise à améliorer les méthodes de compréhension, de représentation et de simulation des processus dynamiques continus. Il vise plus précisément à améliorer les structures de données dans les SIG en développant une structure de données hiérarchique qui est la base d’un automate cellulaire capable de répondre aux principales caractéristiques de ces processus. L’exploration du potentiel des automates cellulaires pour simuler et représenter les processus dynamiques continus dans les SIG en respectant leur caractère irrégulier et hiérarchique fait l’objet de ce travail de recherche dans lequel une application dans le contexte hydrologique est mise en place. Nos objectifs spécifiques se résument dans 1) la construction d’une tessellation irrégulière et hiérarchique permettant de représenter les processus spatiotemporels et 2) la simulation de ces processus en utilisant un automate cellulaire opérant sur cette tessellation. Nous étudions la discrétisation de l’espace en tessellation irrégulière basée sur le diagramme de Voronoï et nous proposons une procédure de hiérarchisation de cette tessellation dans un objectif de représentation multi-échelle afin d’offrir une solution d’aide à la décision dans la gestion du territoire. Nous expliquons notre méthodologie et les algorithmes de sélection de données pour la génération de différents niveaux d’échelles spatiales. Un automate cellulaire non traditionnel est mis en place pour lequel nous définissons une grille à géométrie irrégulière de type Voronoï, des règles de transition spécifiques et un type particulier de voisinage orienté. Nous validons le fonctionnement de ce prototype dans le Bassin Expérimental de la Forêt Montmorency à Québec où des comparaisons sont possibles grâce à des données de débits d’eau mesurées in situ. / Geographic information systems (GIS) are widely used to represent, manage and analyse spatial data in many disciplines including geosciences, agriculture, forestry, meteorology and oceanography. However, despite recent advances in GIS technologies, they are still limited when it comes to representation and simulation of spatiotemporal processes. This research work, deals with a theoretical, conceptual and practical framework which aims to improve the representation of dynamic continuous processes. It aims especially to improve GIS capabilities by developing a CA based on a hierarchical irregular tessellation which is able to take into account the main characteristics of these processes. The exploration of the cellular automata potential to simulate and represent dynamic continuous processes regarding their irregular and hierarchic characteristics is the subject of this work where an application in the hydrologic field is established. Our specific objectives are 1) to build an irregular and hierarchic grid that can be used to represent spatiotemporal processes, 2) to simulate those processes with a cellular automata operating on this grid. We give details about the irregular geometric grid based on a Voronoï Diagram, the characteristics of a specific oriented neighbourhood and the transition rules that are governing the cells update. In addition, we discuss the hierarchical perspective of the build lattice that is essential for easy move between different spatial scales. We explain our methodology of data selection in order to generate the spatial levels of representation by demonstrating the used selection algorithms. This facilitates the representation of spatial dynamic phenomena and contributes to the better understanding of the complex behaviour of the whole system at different levels of details. We also present the data structures and general functioning of the whole simulation system. We finally, validate our framework by simulating the water flow process in a specific watershed in the region of Montmorency Forest of Quebec where in situ data are available. To validate our simulation results we compare them with measured data.

Décrire les bases génétiques de la variation phénotypique est un but important en biologie; c’est aussi nécessaire pour comprendre l’évolution et développer des outils utilisables en amélioration et conservation. L’expression des gènes, mesurée par le niveau de transcrits produits, reflète l’activité des gènes et la variation de cette expression influence les phénotypes moléculaire et physiologiques en aval. Cette thèse présente deux expériences visant à développer une approche complémentaire aux méthodes traditionnelles souvent inapplicables chez les conifères afin d'étudier les bases génétiques de la variation d’expression génique chez l’épinette blanche (Picea glauca, Moench. Voss). Analyses des tissus haploïde et diploïde de semences à l’aide de biopuces d'expression et de RNA-seq ont permis de décrire la variation d’expression selon la complexité des bases génétiques, la fonction biologique des gènes impliqués, la liaison génétique entre les effets et les gènes influencés, la spécificité des effets génétiques aux allèles, et l’additivité des effets génétiques chez des individus hétérozygotes. Les effets ayant des bases génétiques relativement simples étaient majoritairement uniques à chaque individu et surreprésentés au sein des gènes impliqués dans la réponse au stress et les gènes dupliqués, suggérant un rôle adaptif. Les effets liés aux variations génétiques situées au sein du gène peuvent être particulièrement importants pour l’adaptation en raison de leur plus grande additivité et spécificité allélique. Une minorité des effets locaux étaient non-spécifiques aux allèles, en accord avec une action de facteurs de régulations indépendants mais étroitement liés au gène ou une auto-régulation de la transcription par le gène lui-même. Une grande partie de la variation d'expression locale montrait des signes de compensation entre des effets spécifiques et non-spécifiques aux allèles, possiblement en raison d'une sélection qui favoriserait un lien étroit entre les effets agissant sur le même gène. Les effets non-liés, non-spécifiques aux allèles, étaient transmis de façon cohérente avec la théorie physiologique de Wright sur la dominance, suggérant qu'ils modulent l'expression en interaction avec d'autres facteurs. L’approche développée dans cette thèse peut potentiellement être appliquée à la large gamme des conifères, avec le possibilité d’étudier le rôle de l'expression dans la divergence entre les populations et les espèces. / Dissecting the genetic bases of phenotypic variation is a major goal in biology and underlies basic understanding of evolution as well as development of practical applications in breeding and conservation. Gene expression (transcript accumulation) reflects gene activity and variation therein translates to variation in other molecular and physiological phenotypes. The goal of my thesis was to establish a novel system for the genetic dissection of expression variation in white spruce (Picea glauca, Moench. Voss) because conventional approaches are mostly unfeasible in conifers. The approach that was used in developing this system is based on analyzing gene expression in the haploid and diploid meiotic seed tissues. Expression analysis using both microarray and RNA-seq techniques revealed a complex and diverse genetic basis for expression variation, which was dissected according to the complexity of genetic bases, focal gene function, effect linkage, effect allele-specificity and additivity of expression variation in heterozygous individuals. Expression variation with simple genetic bases was largely unique to each of two studied individuals and was biased towards genes involved in stress-response and duplicated genes, indicating that it may have adaptive value. Genetic variation in linkage with the expressed gene may be particularly important in adaptive evolution because of their additive effects, associated with their allele-specificity. A minority of local effects was non-specific to alleles, consistent with the action of closely linked but independent regulatory factors or self-regulation of transcription. Much of local expression variation showed evidence of compensation by allele-specific and non-specific effects, suggesting that selection has favored close linkage between certain effets acting on the same gene. Unlinked effects, always non-specific to alleles, exhibited inheritance consistent with Wright’s physiological theory of dominance suggesting that they influence expression in interaction with other partners. Furthermore, widespread dominance/recessivity in expression variation may explain the observation of highly pleiotropic effects influencing key cellular processes and suggests that recessive expression variation may contribute to inbreeding depression. The approach developed in this thesis can potentially be applied to other conifers because of their shared reproductive biology, and can be used to address the role of expression variation in the divergence of populations and species.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2013-2014. / Au sortir de la Seconde Guerre mondiale, la ville de Québec fut l’objet d’une vaste entreprise de modernisation qui passait par une réorganisation de l’espace urbain. Souhaitant s’aligner avec la nouvelle donne sociopolitique nord-américaine, les autorités politiques de la ville décidèrent de faire appel aux urbanistes Jacques Gréber, Édouard Fiset et Roland Bédard afin de composer avec les différentes problématiques urbaines. Employés par Commission d’urbanisme et de conservation, ceux-ci devaient gérer de façon rationnelle les questions d’urbanisme, puis procéder à la confection d’un premier véritable plan d’ensemble pour la Vieille Capitale. Ce faisant, l’administration municipale entendait matérialiser ses désirs de modernisation en les inscrivant à l’intérieur d’un discours technico-scientifique sur la ville et son organisation. Après huit ans d’efforts, Gréber et son équipe remirent le Projet d’aménagement de Québec et de sa région, un document de 86 pages dans lequel se trouvait une série de pistes et de conseils quant à l’amélioration de la structure urbaine en lien avec le présent, le passé, et l’avenir. Notre mémoire s’intéresse à cet épisode-clé de l’histoire aménagiste de la région. En confrontant le moment Gréber aux théories foucaldiennes sur les relations entre savoirs et pouvoirs, nous avons cherché à comprendre comment la modernisation souhaitée du cadre urbain induisait une vision particulière de l’espace public, tant au niveau urbanistique qu’au niveau politique. Car non seulement les solutions proposées par l’équipe d’urbanistes étaient tributaires d’une vision moderne de l’espace et de son organisation, mais l’insertion de l’expert dans l’organigramme politique de la ville témoignait d’une reconfiguration des rapports de pouvoir au sein du gouvernement urbain. Ainsi, derrière le paysage rêvé pour la Vieille Capitale se terrait une conception particulière de la polis, qui redessinait la toile des relations existant entre les autorités publiques, l’expertise technique et la société civile. / At the end of World War II, Quebec city was the subject of a vast modernization program that went through a reorganization of urban space. Willing to align with the new North American sociopolitical context, the city’s public authorities decided to call upon planners Jacques Gréber, Édouard Fiset and Roland Bédard to help aid the various urban problems that had arisen. Employed by the local planning commission, they had to manage, by rational means, the urban questions and proceed to the conception of the town’s first comprehensive plan. In doing so, the municipal administration wanted to materialize their desires of modernization by inscribing them within a technico-scientific discourse about the city and its organization. After eight years of work, Gréber and his collaborators presented the Projet d’aménagement de Québec et de sa région, an 86 pages long document offering a series of solutions and advices concerning the urban structure and its relation to present, past and future. Our thesis focuses on this salient moment in the urban history of Quebec. By confronting the planners’ production with foucaldian theories on knowledge and powers, we tried to understand how the desired modernization of the urban environment induces a particular vision of public space on both spatial and political levels. Not only the solutions proposed by the planners depended on a specific vision of urban planning – mainly functionalist theories and modern architecture – but the insertion of the expert figure in the city’s political organization were indicative of a reconfiguration of power relations within the urban government. Thus, behind the dreamed landscape for the old capital was hiding a particular conception of the polis, which redrew the web of relations between public authorities, technical expertise and the civil society.

La présence de nœuds à l'intérieur de la tige est une des caractéristiques internes ayant le plus d'impact sur les propriétés mécaniques du bois. Il existe une grande quantité de modèles décrivant l’impact de la croissance et des stratégies sylvicoles sur le développement des branches et quelques modèles décrivant la géométrie des nœuds. Cependant la difficulté à obtenir des données internes précises explique que très peu d’études se sont intéressées à modéliser les relations entre les caractéristiques morphologiques des nœuds et les caractéristiques externes des branches et de l’arbre. La présente recherche a pour objectif principal d’améliorer nos connaissances de la nature des nœuds (fréquence, répartition, forme et taille) de manière à les intégrer dans des modèles de croissances des arbres. Dans un premier volet, nous avons mis au point un modèle statique de la géométrie des nœuds utilisant seulement 5 paramètres à partir d’une combinaison de deux équations non linéaires. La grande flexibilité de ces équations nous a permis de décrire des nœuds de morphologies très variables. Les paramètres obtenus ont ensuite été exprimés en fonction de caractéristiques externes facilement mesurables, afin d’être intégrables dans un modèle de croissance. Dans un second volet, nous avons analysé le ratio d’allocation de matière entre les nœuds et la tige au cours du développement de l’arbre, puis élaboré un modèle linéaire mixte qui se veut dynamique dans le temps. Ce dernier décrit l’évolution de la morphologie d’un nœud en fonction de la croissance secondaire de la tige. Finalement, par une méthode empirique basée sur deux filtres successifs tenant compte du diamètre des branches et de leur espacement, nous avons pu améliorer le positionnement des unités de croissance le long de tiges d’épinette. Cette délimitation nous a permis de modéliser le nombre de branches dans les unités de croissance ainsi que leurs positions autour et au long du tronc. L’intégration de ces modèles de nœuds couplés à une distribution plus réaliste des nœuds dans le tronc permettra de développer un simulateur de la croissance des arbres capable de représenter la morphogénèse des nœuds à l’intérieur de la tige. / The presence of knots is one of the internal characteristics with the greatest impact on the mechanical properties of wood. Several models describe the impact of tree growth and of silvicultural strategies on the development of branches but fewer models describe the geometry of knots. However, the difficulties to obtain accurate internal data may explain that very few studies have focused on modelling the relationship between the knot morphology and tree and branch characteristics. The main objective of this study was to improve our knowledge of knottiness (frequency, distribution, shape and size) for integration into existing growth models. In a first stage, we developed a static model of knot geometry using only 5 parameters from a combination of two nonlinear equations. The flexibility of these equations allowed us to describe a wide range of knot types. The parameters obtained were then modelled as functions of measurable tree and branch characteristics, to facilitate the integration into a growth model. In a second stage, we analysed the ratio of knot to stem allocation over the tree development, and then developed a mixed effect model that was dynamic in time. The latter describes the evolution of knot morphology as a function of the stem’s secondary growth. Finally, through an empirical method based on two successive filters and using the branches diameter and the distance between them, we were able to improve the positioning of the growth units along black spruce stems. This allowed us to model the number of branches within growth units and their positions along and around the stem. The integration of these knot models coupled to a more realistic distribution of the knots along the trunk will allow the development of a tree growth simulator capable to represent the knot morphogenesis inside the stem.

Cette étude vise à définir la répartition verticale des larves de longicornes dans le pin gris et l’épinette noire tués par le passage du feu en forêt boréale. L’étude vise également à déterminer la préférence d’oviposition du longicorne noir en fonction de différents hôtes (brûlé vs non-brûlé et épinette noire vs pin gris). La convenance de l'hôte a également été estimée afin de déterminer si les femelles du longicorne noir font des choix optimaux permettant de maximiser le développement de leur progéniture. Nos résultats ont démontré que les trois longicornes les plus abondants étaient spatialement et verticalement ségrégés parmi les deux essences forestières et selon la sévérité du feu. Pour ce qui concerne la préférence d’oviposition, les femelles du longicorne noir n’ont montré aucune préférence entre l'épinette noire brûlée et non brûlé, les deux hôtes étaient également convenables. Par contre, les femelles ont pondu davantage d'œufs sur l'épinette noire brûlée comparativement au pin gris brûlé, mais la convenance des hôtes n'était pas statistiquement différente. Cependant, les résultats suggèrent un développement larvaire plus rapide sur l'épinette noire. / The aim of this study was to define the vertical distribution of longhorned beetle larvae in jack pine and black spruce killed by wildfire in the boreal forest. This study also aimed to determine oviposition preferences of whitespotted sawyer female on hosts. Host suitability was also estimated in order to determine if whitespotted sawyer females make optimal choice maximising larval fitness. Our results showed that the three most abundant longhorned beetle species were spatially and vertically segregated among both tree species and across a burn severity gradient. In laboratory experiments, females of the whitespotted sawyer showed no preference between burned and unburned black spruce boles that were also equally suitable. However, females laid more eggs on burned black spruce compared to burned jack pine, but host suitability was not statistically different. However, results suggest a faster larval development for the black spruce.

Ce mémoire vise à comprendre l’image promotionnelle des activités de montagne au Québec. L’objectif principal de cette recherche est d’identifier les attributs les plus fréquemment utilisés dans la promotion de la montagne québécoise. Une analyse des contenus photographique et textuel a été réalisée. Pour chacun des contenus, l’importance accordée aux attributs fonctionnels et psychologiques a été étudiée. Il en ressort que la place accordée aux attributs psychologiques est plus importante dans le contenu photographique, tandis que les attributs fonctionnels caractérisent le texte. La présence d’attributs associés à la wilderness a également été analysée. L’étude révèle que la majorité des montagnes étudiées ne présentent pas leur destination comme un espace de la wilderness. Ce dernier élément permet d’appréhender le rapport entretenu avec l’environnement naturel dans le cadre de la montagne de ski. En somme, cette étude est révélatrice du type de tourisme que constitue le ski alpin au Québec.