En Abitibi, à l'ouest du Québec, l'exploitation forestière a été, et reste encore, le moteur de l'économie de la région. Cette activité forestière a laissé des empreintes sur le paysage forestier qui se caractérise par une augmentation de la proportion des peuplements feuillus. En effet, au 20ème siècle et en ce début du 21ème siècle, la récolte des conifères dans les peuplements mixtes ou à dominance résineuse a marqué le développement de l'industrie forestière. Les peuplements résiduels sont aujourd'hui envahis par les feuillus e.g. le peuplier faux-tremble (processus d'enfeuillement). En conséquence, on observe une diminution de la proportion des conifères aux échelles du peuplement et du paysage. Ces activités anthropiques (i.e. Coupes) sont-elles seules à l'origine de la modification de ce paysage ou l'augmentation de la fréquence de ces coupes? Pour tenter de répondre à cette question et mieux comprendre la dynamique de l'enfeuillement sur les argiles de l'Abitibi, nous avons comparé l'effet de la coupe et du feu sur les attributs (composition, structure et diversité) des peuplements. Ensuite, nous avons analysé l'influence de la composition d'origine sur ces attributs. Nos résultats montrent que la composition des tremblaies issues de feu et de coupes d'origine mixte ou résineuse est actuellement comparable. Seule la régénération diffère sensiblement. Les tremblaies d'origine résineuses renferment une proportion élevée de sapin baumier et de peuplier baumier comparativement à celles d'origine mixte dominées par le peuplier faux-tremble. La diversité alpha et bêta ne montrent pas de différences marquées. Seule la structure des tremblaies dégage une tendance. Les tremblaies issues de feu et de composition d'origine résineuse se caractérisent par une abondance de gaules et de grosses tiges. Celles issues de coupes d'origine mixte, renferment plus de perches et de chicots de toutes grosseurs. Ces résultats montrent que le type, l'intensité et la fréquence des coupes adoptées avant l'avènement de l'ère industrielle, n'aurait pas significativement altéré les attributs des tremblaies. Contrairement, de nos jours, l'industrialisation de l'exploitation forestière semble modifier significativement les attributs des peuplements en Abitibi. À l'issue de ces travaux, notre compréhension de la dynamique des tremblaies dans la plaine argileuse reste fragmentaire et très limitée. Une analyse plus approfondie est nécessaire pour mieux cerner la dynamique des tremblaies de la plaine argileuse d'Abitibi. Cette analyse devra viser à quantifier la perte de superficie de peuplements résineux au profit de tremblaies et identifier les processus à la base de cette dynamique. En outre, une analyse spatio-temporelle des communautés végétales à l'intérieur des tremblaies et à l'échelle du paysage abitibien permettrait de quantifier les écarts entre les proportions actuelles et historiques, et d'élaborer des stratégies d'aménagement adaptées au contexte régional. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Enfeuillement, Peuplier faux-tremble, Composition, Structure, Diversité, Argile, Perturbation, Feu, Coupe, Abitibi.

Les perturbations naturelles sont aujourd'hui reconnues comme étant des parties intégrantes de la dynamique des forêts, voire même essentielles à la diversité et au fonctionnement des écosystèmes. C'est pourquoi depuis quelques années, on croit que la meilleure façon de conserver la biodiversité et les fonctions essentielles des écosystèmes forestiers soumis aux pratiques d'aménagement serait d'émuler les processus de perturbation naturelle se déroulant dans les forêts non aménagées. Bien que l'importance des perturbations intermédiaires soit de plus en plus reconnue, la plupart des travaux sur l'émulation des perturbations naturelles s'est concentrée sur le feu. Toutefois, un aménagement basé sur la compréhension des régimes des perturbations naturelles ne peut pas être axé exclusivement sur la dynamique des feux, ignorant le rôle des perturbations moins sévères ou survenant à de plus petites échelles. Les épidémies de la tordeuse des bourgeons de l'épinette (TBE) constituent après les feux, la plus importante perturbation affectant la forêt boréale. Certains auteurs ont souligné des similitudes entre les épidémies sévères de la TBE et la coupe avec protection de la régénération et des sols (CPRS). Ces deux perturbations s'attaquent aux arbres matures en affectant peu ou pas la régénération préétablie et les sols. Pour arriver à modifier un aménagement forestier afin qu'il s'approche davantage d'un processus naturel, il est essentiel de caractériser précisément les différences et les similarités entre perturbations naturelle et anthropique. Nous proposons, dans le cadre de cette étude, de comparer les effets des CPRS à ceux des épidémies de la TBE dans les peuplements résineux de la sapinière à bouleau blanc dans la région de la Gaspésie. Puisqu'une éclaircie pré-commerciale (EPC) est systématiquement faite après chaque CPRS, et qu'il n'est pas possible de départager les effets de ces deux pratiques, la CPRS et l'EPC constituent ensemble la perturbation anthropique étudiée. Pour mieux comprendre les phénomènes écologiques impliqués dans ces deux types de perturbation, l'étude a été réalisée à deux échelles, soit celle du peuplement et celle du paysage. À l'échelle du peuplement, 10 stations issues de CPRS effectuées en 1989 et 10 stations sévèrement affectées par la plus récente épidémie de la TBE ont été étudiées. L'échantillonnage de données de végétation a permis d'évaluer les effets de ces perturbations sur l'abondance de matière organique telle que les chicots, les débris ligneux, les arbres résiduels, ainsi que la régénération retrouvée une quinzaine d'années après les perturbations. À l'échelle du paysage, l'interprétation de photographies aériennes a permis de caractériser la taille, la forme, et la distribution spatiale des ouvertures créées par ces perturbations. Les résultats obtenus montrent que les espèces compagnes du sapin baumier, soit l'épinette blanche et le bouleau à papier, ont été favorisées par l'épidémie de la TBE, tandis que les CPRS+EPC semblent plutôt favoriser la dominance du sapin. Les peuplements issus de l'épidémie présentent plus d'éléments structuraux tels que les arbres résiduels, les chicots et les débris ligneux en plus de présenter plus de variabilité horizontale sur le plan de la densité des tiges de plus de 2 m de haut. Les peuplements issus de CPRS+EPC présentent une plus grande diversité d'espèces d'arbre pour les strates inférieures alors que les peuplements issus de l'épidémie montrent une plus grande diversité pour les strates supérieures. Ainsi, nos résultats suggèrent que l'on devrait tenter de préserver les espèces compagnes lors de l'aménagement des forêts dominées par le sapin baumier, ainsi que certains éléments structuraux essentiels au fonctionnement des écosystèmes. De cette façon, il sera possible de conserver la variabilité naturelle et la biodiversité végétale et animale de ces forêts, et ainsi favoriser la résilience de ces écosystèmes. À l'échelle du paysage, contrairement à ce que l'on s'attendait, les ouvertures créées par la TBE ont des formes plus régulières que celles créées par les CPRS. Par contre, étant donné leur taille grandement supérieure, les ouvertures créées par les CPRS ont tout de même moins de bordure par unité de surface. Ces résultats suggèrent que l'agrégation des unités de coupe devrait être limitée, comme dans le cas des coupes mosaïques. Par contre, les coupes mosaïques telles que pratiquées aujourd'hui, se font à une échelle trop grossière par rapport à la fine mosaïque créée par l'épidémie de la TBE.

La stabilité des communautés naturelles est liée aux propriétés des réseaux trophiques. Des propriétés comme l'omnivorie et le généralisme augmentent les voies possibles de transfert d'énergie et répartissent le stress de la prédation sur plusieurs espèces, se qui stabilisent les communautés, réduit la pression sur les espèces rares et minimisent la perte de biodiversité. Toutefois, la caractérisation de la diète d'organismes cryptiques comme les arthropodes épigés est complexe et requiert l'utilisation d'outils comme les isotopes stables de carbone (δ13C) et d'azote (δ15N). Le ratio isotopique du carbone retrouvé dans un organisme indique les sources d'énergie utilisé par ce dernier tandis que son ratio isotopique d'azote révèle son niveau trophique. De plus, les écarts types des δ13C et δ15N d'une population indiquent respectivement le degré de généralisme et d'omnivorie de cette population. Le présent mémoire présente deux chapitres sous forme d'articles. Dans le premier article, nous avons évalué les effets de divers intensités de coupes forestières en forêt boréale mixte sur le degré de généralisme et d'omnivorie de quatre prédateurs épigés (Pterostichus adstrictus Eschscholtz, Staphylinus pleuralis Leconte, Platynus decentis (Say), Stereocerus haematopus Dejean) 2, 6 et 9 ans après les coupes en mesurant la réponse isotopique (δ13C et δ15N) des populations. Les traitements sylvicoles ont eu lieu sous deux types de couverts (feuillus ct de conifères) et sont : 1) des coupes totales, 2) des coupes partielles (20% de rétention) et 3) des peuplements. Toutes les combinaisons de peuplements et de traitements furent répliquées trois fois et font partie d'une expérience plus grande nommée EMEND, toujours en cours au Nord de l'Alberta. Nos résultats ont révélé peu d'effet des coupes sur le degré de généralisme et d'omnivorie des espèces. Nous avons toutefois détecté une élévation du δ15N de P. adstrictus et S. pleuralis dans les coupes totales. Ces élévations du δ15N pourraient indiquer des changements de diètes vers des proies de niveaux trophiques plus élevés ou encore un état de jeûne dû à un manque de ressources. Puisque les effets sont tout d'abord visibles dans les coupes totales, il est possible que les coupes partielles soient plus aptes à protéger les ressources que les coupes totales. Dans le deuxième article, nous avons testé la relation entre la longueur des coléoptères de trois guildes (herbivores, fungivores et prédateurs) et leur niveau trophique (δ15N). Les coléoptères furent récoltés à l'été 2000 dans les peuplements témoins de feuillus et de conifères d'EMEND. Nous n'avons pas trouvé de relation positive entre la longueur et le niveau trophique des coléoptères, mais ces résultats suggèrent que la taille détermine en grande partie la niche et le type de matière consommée par les espèces. Nos résultats démontrent également que la diète des espèces ne change pas au cours que la succession forestière, ce qui suggère une limite dans la capacité des coléoptères à changer leur type d'alimentation. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Isotopes stables, forêt boréale, réseaux trophiques, ornnivorie, coléoptères.

L'exportation d'importantes quantités de biomasse hors des écosystèmes forestiers peut réduire leurs réserves en nutriments et diminuer la fertilité des sols. Afin d'assurer le maintien de la productivité des stations forestières, le développement des critères relatifs aux choix des sites à récolter est primordial. Ce travail fait partie d'une étude plus large visant à étudier la vulnérabilité des stations forestières à l'exportation de biomasse. Nous nous intéressons à l'incidence de la récolte de biomasse forestière sur le statut nutritif des sols et sur la croissance de la régénération au cours des 14 premières années suivant la coupe en fonction de la fertilité initiale du sol. L'étude s'est déroulée dans la forêt boréale du Québec, en Abitibi-Témiscamingue. Au total, 117 sites couvrant deux procédés de récolte (par troncs seulement et par arbres entiers), trois types de dépôt de surface (argiles et limons lacustres, till et sables) et deux espèces (épinette noire et pin gris) ont été échantillonnés. Les données regroupent aussi deux périodes de coupe soit 7 à 9 et 13 à 14 ans après récolte. Dans chaque site, quatre placettes d'une superficie de 100 m2 ont été localisées. À l'intérieur de chaque placette, les tiges d'essences commerciales ont été dénombrées et la hauteur totale de trois arbres dominants par essence présente a été mesurée. Sur ces mêmes arbres, les aiguilles ont été récoltées afin d'en mesurer la composition en éléments nutritifs. Deux échantillons de la couverture morte et du sol minéral ont été prélevés par placette. Des modèles linéaires mixtes ont été appliqués aux données. Nos résultats montrent une quantité significativement plus faible de la matière organique des horizons supérieurs du sol à la suite de la récolte par arbres entiers, indépendamment du dépôt de surface et de la période après coupe. Cette réduction se reflète aussi dans les réserves du carbone et d'azote de la couverture moite et les concentrations en C du sol minéral. Les concentrations en cations basiques des deux horizons du sol sont plus importantes dans les sites de récolte par arbres entiers pour la période de 13-14 ans après coupe. Ces différences sont en partie liées à la richesse initiale plus élevée des argiles et limons lacustres et des tills récoltés par arbres entiers. Sur les sites récoltés 7 à 9 ans avant l'étude, les résultats montrent des réserves plus faibles en cations basiques, mais variables d'un dépôt à l'autre. Les relations entre les réserves en cations basiques du sol et la croissance des arbres sont faibles. Pour la période 13-14 ans après coupe, la hauteur du pin gris est moins élevée sur les sites récoltés par arbres entiers qui sont caractérisés par des réserves plus élevées en cations basiques. Par contre, l'épinette noire n'affiche aucune différence de croissance en hauteur entre les procédés. Pour la période 7 à 9 ans après coupe, la croissance en hauteur du pin gris sur les sites récoltés par arbres entiers est moindre que celle observée sur les sites récoltés par troncs seulement. Les concentrations foliaires en nutriments et le rapport (Ca+Mg+K)/Al de la couverture morte montrent une sensibilité meilleure à l'intensité d'exportation de biomasse que les concentrations en cations basiques. Une meilleure caractérisation de la minéralogie des argiles et limons glaciolacustres de la région d'étude s'impose afin de mieux caractériser les différences initiales des sites. Pour le suivi nutritionnel des stations forestières, le potentiel des indicateurs foliaires demande d'être exploré plus intensivement. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : exportation de biomasse forestière, fertilité du sol, nutrition foliaire, croissance.

Les hypothèses actuelles en science halieutique prédisent un fort recrutement des populations de poissons lorsque les conditions environnementales favorisent la croissance rapide durant les jeunes stades de vie. Les coupes forestières dans les bassins versants provoquent une augmentation de la concentration en éléments nutritifs de l'eau dans les lacs oligotrophes boréaux. Ces changements environnementaux sont susceptibles de modifier les conditions d'alimentation et de croissance des larves et des juvéniles et ultimement, ils risquent d'influencer la survie et le recrutement des populations de poissons. L'objectif de cette étude était de déterminer l'impact des coupes forestières sur l'écologie des jeunes stades de vie chez la perchaude (Perca flavescens) dans les lacs du bouclier boréal laurentien. Pour atteindre cet objectif, des perchaudes de l'année ont été capturées durant trois années consécutives (2003, 2004 et 2005), dans trois lacs dont le bassin versant a subi des coupes forestières après la première année d'échantillonnage et dans trois lacs non perturbés. Les caractéristiques de croissance individuelle ont été mesurées chez ces perchaudes à l'aide de l'analyse de la microstructure de l'otolithe. Les coupes forestières ont provoqué une augmentation des taux de croissance durant les stades larvaire et juvénile en 2005, qui était accompagnée d'une augmentation de la biomasse algale. Nous avons vérifié l'influence trophique des modifications environnementales en pratiquant l'analyse des contenus stomacaux des perchaudes en 2005. Ces analyses ont montré que les perchaudes à croissance rapide avaient une diète différente, basée sur les proies du genre Daphnia. Nous avons aussi mesuré une plus grande abondance de Daphnia spp. et des concentrations de carbone organique dissous plus élevées dans les lacs perturbés en 2005. Les résultats suggèrent que les jeunes perchaudes ont bénéficié d'une plus grande abondance de proies qui, couplée à une meilleure détection, a mené à une croissance rapide. L'influence des conditions environnementales favorables sur la croissance rapide des perchaudes des lacs perturbés a été confirmée en écartant la possibilité que la croissance rapide ait été créée par une survie sélective à la croissance ou par un potentiel pour la croissance rapide déjà présent à l'éclosion. Les analyses de survie sélective à la croissance ont montré que la croissance rapide n'était pas toujours sélectionnée; elles ont plutôt montré que la direction de la sélection était variable d'une population à l'autre. Enfin, les implications des conditions environnementales et de la sélection pour la croissance rapide ou lente ont été discutées dans une perspective de prédiction du recrutement des populations de perchaudes. Nos résultats suggèrent que les conditions environnementales favorisant la croissance sont en grande partie responsables de la force du recrutement, mais que la direction et l'intensité de la survie sélective à la croissance peuvent en ajuster le niveau du recrutement. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Perchaude, Jeunes stades de vie, Croissance, Succès d'alimentation, Survie sélective à la croissance, Recrutement, Coupes forestières, Carbone organique dissous, Forces écologiques ascendantes, Microstructure de l'otolithe.

Thèse (D. en biologie)--Université du Québec à Montréal, 2005. / En tête du titre: Université du Québec à Montréal. Comprend des réf. bibliogr. Publié aussi en version électronique.

Dans le contexte de la conception minière dans un environnement en transition vers de hautes contraintes et actif sismiquement, comprendre les paramètres géomécaniques et opérationnels influençant la sismicité est essentiel. Les tirs à l’explosif de production, ainsi que lesstructures géologiques, sont des contributeurs importants à la sismicité. Une meilleure compréhension des interactions entre ces différents paramètres avec la sismicité permettrait aux opérateurs miniers d’optimiser la planification des travaux afin de protéger les travailleurs et d’éviter des délais de production. Une campagne géotechnique a été effectuée à la mine Éléonore en mars 2017 afin d’identifier les familles de discontinuités principales et caractériser la qualité du massif rocheux. L’hypothèse selon laquelle la sismicité après un tir à l’explosif de production à la mine Éléonore est contrôlée par les structures géologiques locales, a été testée à l’aide d’une nouvelle méthode quantitative. De cette étude, la sismicité après un tir à l’explosif de production semble fortement associée à la famille principale subhorizontale. Une analyse par une méthode des moindres carrés partiels a été utilisée afin d’identifier parmi 78 paramètres opérationnels et géomécaniques lesquels corrélaientavec la réponse sismique associée avec un tir à l’explosif de production. De cette analyse, les principaux facteurs corrélés à la sismicité après un tir à l’explosif de production à la mine Éléonore sont les structures géologiques majeures, la dimension des chantiers et le patron de forage. Par la mise en commun de ces deux études, les structures géologiques locales et régionales ressortent comme les principaux facteurs associés à une plus forte réponse sismique après un tir à l’explosif de productionà lamine Éléonore. Les paramètres opérationnels identifiés comme des facteurs contributeurs à la réponse sismique sont la taille des chantiers et le patron de forage. / Seismicity in the mining environment is controlled by factors including stope and development blasting, the presence of geological features, and stress conditions. The Goldcorp Eleonore mine is located in the James Bay region, Quebec, Canada. Its 800-metre depth makes Eleonore a relatively shallow mine when compared to other seismically active Canadian mines. Despite the mine’s depth, seismicity is a geotechnical hazard that may be arguably attributed to a particular stress regime and complex geology. An improved understanding of the seismic responses following blasting can decrease seismic risk and is beneficial to mine planning and productivity. Seismic responses to blasting were spatially delineated using a density-based clustering approach. The spatial characteristics of clusters were assessed using Principal Component Analysis (PCA). The best-fit planar representation of seismic event clusters was identified. The orientation of the best-fit planar representations was then compared to the mine’s local jointing to investigate the causative seismic source mechanism for these events. The results of this study show that seismicity is linked to local jointing.

L’industrie de la volaille est en pleine croissance au cours des dernières décennies. Au Québec, les producteurs de volailles sont organisés en association dans une complexe chaîne d’approvisionnement. Cette chaîne suit les principes de l’agriculture contractuelle sur un marché basé sur la gestion de l’offre. La gestion de l’offre, parmi d’autres règles, établit le prix de vente de la volaille aux épiceries. Cependant, il existe un marché spécialisé pour la volaille où le prix de vente n’est pas contrôlé par la gestion de l’offre. Ce marché spécialisé comprend le besoin de volaille fraîche de la restauration et des rôtisseries. Il est beaucoup plus profitable pour les producteurs d’approvisionner ce marché spécialisé. La coopérative partenaire de cette recherche est formée par des producteurs de volailles pour abattre et vendre leur production. La coopérative veut ajouter de la valeur à ses propriétaires en augmentant sa participation au marché spécialisé de la volaille. Cependant, ses produits ne sont pas toujours dans le standard de poids requis par ce marché. Ce mémoire présente l’étude du cas de cette coopérative, afin d’améliorer leurs processus opérationnels et d’obtenir des produits dans le poids standard établi par le marché spécialisé. On propose donc une solution à ce problème avec l’emploi de la programmation mathématique. L’algorithme de séparation et d’évaluation progressive (branch-and-bound) est appliqué pour l’obtention des résultats. On a trouvé une solution à la formulation mathématique proposée au problème opérationnel de la coopérative. Bien que la solution ait été obtenue avec un écart d’optimalité de 20%, la coopérative a vu qu’il était possible de gagner du temps dans son processus opérationnel si la solution était adoptée. La coopérative a donc décidé de transformer ce prototype en un vrai logiciel pour la planification de l’élevage. / The poultry industry faces a strong growth in the last decades. In Québec, poultry producers are organized in associations within a complex supply chain. This chain follows the principles of the contract farming in a market based on supply management. The supply management, among other rules, establishes the sales price of poultry to grocery stores. However, there is a specialized market for the poultry where the sale price is not controlled by the supply management. This specialized market gathers the need of fresh poultry for the restaurants and rotisseries. It is much more profitable for the producers to supply this specialized market. The cooperative partner of this research is composed of poultry producers to slaughter and sell their production. This cooperative wants to add value to their owners by increasing participation in the specialized poultry market. However, their products are not always within the required weight. This master thesis presents the case study of the cooperative so that they can enhance their operational processes and have the products within the standard weight established by the specialized market. We propose a solution to this problem by using mathematical programming. The branch-and-bound algorithm is used for obtaining the results. We found a solution for the mathematical formulation proposed for the operational problem. Even though the solution was obtained with an optimization gap of 20%, the cooperative noticed an opportunity to save time on the daily work in its operational process if the solution is adopted. So, the cooperative decided to transform this prototype in a real software for their production planning.

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Pour contribuer à la compréhension des processus d'arrachement et de fragmentation de la roche par l'explosif en ciel ouvert, le travail de recherche présenté dans ce mémoire vise à affiner les techniques empiriques de prédiction de fragmentation existantes. Un programme expérimental conséquent réalisé en échelle réelle sur site minier apporte des données ainsi que de nouveaux éléments par rapport à l'existant dans la littérature. En particulier, une comparaison entre résultats de tirs de charge unique et résultats de tirs à plusieurs charges est faite. Dans le contexte roche/explosif du site test, les résultats démontrent que le bénéfice industriel d'une prédiction charge par charge est limité. Une approche numérique a été mise en œuvre en parallèle du travail expérimental ; elle met à contribution un modèle rhéologique d'endommagement développé spécifiquement pour l'étude de laf ragmentation par l'explosif (Rouabhi, 2004). Des calculs 2D avec réduction d'échelle ont été réalisés ; l'utilisation d'un tel modèle d'endommagement s'avère indispensable, et la nécessité de coupler dans le futur les effets des ondes de choc et des gaz d'explosion dans la modélisation est soulignée. On explique par ailleurs de manière originale les résultats d'une étude expérimentale en laboratoire (Miklautsch et al., 2002). En fin de mémoire, plusieurs méthodologies de prédiction charge par charge aisément reproductibles sont testées et ajustées aux résultats du programme expérimental. On finit par montrer que la meilleure méthode offre même davantage de précision lorsqu'elle est appliquée avec les paramètres moyens des tirs et non charge par charge. / To contribute in the understanding of rock breakage and fragmentation processes in open pit blasting, the herein presented research aims at refining existing empirical fragmentation prediction techniques. A comprehensive full-scale experimental program has been conducted in an open pit mine and analyzed. The experiments yield data as well as enlightenments with respect to existing literature on blasting experiments. In particular, single-hole and multiple-hole blasting results are compared. In the test site's rock/explosives context, results demonstrate that industrial benefits from a hole-by-hole prediction are limited. A numerical approach has been developed in parallel to experimental work; it takes advantage of adamage behaviour law specifically designed for fragmentation by explosives (Rouabhi, 2004). 2D calculations with scale reduction are made; the use of such a behaviour law is shown to be essential, and it is outlined that coupling shock wave & explosive gases effects should be sought in future modelling work. Moreover, results observed in a laboratory scale experimental study (Miklautsch, 2002) are explained in an original way. At the end of the thesis, several hole-by-hole prediction methods – which can easily be reproduced –are tested and fitted with results from the full-scale blasting experiments. In the end, it is shown that the most accurate method obtained, when used with mean blast pattern parameters instead of hole-by-hole information, actually provides an even more accurate prediction.