La réduction du temps entre la détection d'un feu de forêt et l'arrivée de l'équipe d'attaque initiale (AI) peut avoir un impact significatif sur les probabilités de succès de l'AI, et conséquemment sur la superficie finale du feu. Le premier volet du projet visait à identifier les facteurs qui influencent ce temps de réponse à partir de données récoltées au Québec entre 2002 et 2022. À l'aide de trois modèles linéaires généralisés mixtes et de sélections de modèles, nous avons analysé l'impact de multiples facteurs ainsi que leurs poids sur trois intervalles de temps distincts : le temps entre la réception de l'alerte et le départ des équipes le jour même, le temps entre la réception de l'alerte et le départ des équipes le lendemain, ainsi que le temps de transport des équipes vers le feu. Nos résultats indiquent que la distance entre la base de départ et le feu, le nombre de segments de vols nécessaires pour atteindre un feu, l'heure d'assignation de l'alerte, l'emplacement de la base de départ, le taux de propagation du feu, la date du feu ainsi que le nombre d'incendies actifs dans la province au moment de l'intervention sont des facteurs ayant un effet significatif. Dans l'ensemble, la distance et le nombre d'étapes de vols étaient les facteurs qui avaient le plus de poids sur le temps de transport, alors que l'heure d'assignation était la variable qui avait le plus de poids pour les temps de départ des feux attaqués le jour même et le lendemain. La deuxième étape du projet a consisté à développer un outil d'optimisation visant à modifier le déploiement des équipes héliportées en tenant compte des prévisions de propagation et d'intensité des incendies, afin de réduire le temps de déplacement et conséquemment le temps de réponse global. Cette analyse a permis de montrer que l'utilisation d'un plus grand nombre de sites potentiels de déploiements serait bénéfique pour améliorer la performance du système. / Reducing the time between the detection of a fire and the arrival of the initial attack (IA) crew can have a significant impact on the likelihood of the IA success. The first part of the project was to identify the factors that influenced response time, based on historical data in Quebec, between 2002 and 2022. Using three generalized linear mixed models and model selection, multiple factors were analyzed as well as their weights on three distinct time intervals: the time between the dispatch of a fire and the departure of the IA team for fires attacked on the same day or the next day, and the travel time of the team until it's arrival on the fire. Results show that the distance between the departure base and the fire, the number of flight legs necessary to get to the fire, the departure base location, the fire's rate of spread, the fire's date, and the number of active fires in the province at the moment of fire start all have a significant impact but have different degrees of influence. The distance and the number of flight legs were identified as the factors having the highest influence on travel time. The second part of the project was to develop an optimization tool that sought to modify the deployment of helitack teams, while considering predicted head fire intensity, to further reduce travel time and consequentially overall response time. This analysis demonstrated that the use of a higher number of potential deployment sites could be beneficial to the overall improvement of the system's performance.

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

La planification de l’approvisionnement forestier est une tâche complexe nécessitant la prise en compte de plusieurs facteurs qui opèrent dans un contexte instable. Au cours des dernières années, des modèles mathématiques ont été développés pour supporter les entreprises forestières dans leur processus de planification de l’approvisionnement. Néanmoins, le nouveau régime de gestion de la ressource établi par le gouvernement implique maintenant un marché libre de bois, ce qui engendre une nouvelle source d’incertitude. Les modèles d’approvisionnement forestier développés deviennent ainsi incomplets. L’objectif de cette recherche est donc de guider les industriels forestiers dans la planification de leur approvisionnement tout en leur offrant une approche de mise optimale dans le cadre d’enchères scellées au premier prix. Pour ce faire, nous avons exploré différentes stratégies d’approvisionnement regroupant un modèle de base avec approvisionnement via le bois garanti et les enchères, un autre incluant l’achat sur terres privées et un dernier prenant en considération la collaboration entre des partenaires industriels pour la mise aux enchères. Les modèles de planification des opérations forestières élaborés cherchent à maximiser le profit d’une compagnie forestière, tout en sélectionnant la combinaison optimale de secteurs forestiers sur lesquels miser dans les ventes aux enchères. Les résultats pour le cas étudié montrent qu’une compagnie qui applique l’approche de mise optimale proposée obtient une moyenne de gain plus élevée que les autres soumissionnaires qui n’appliquent pas une telle approche. De plus, lorsque la compagnie forestière intègre dans sa planification l’approvisionnement via des forêts privées, elle peut obtenir un profit plus élevé (augmentation de 5% par rapport au modèle de base). La collaboration s’avère la stratégie d’approvisionnement qui offre le profit le plus élevé pour la compagnie tout en permettant une utilisation plus efficace de la ressource forestière.

Une approche biogéographique, dendroécologique et paléoécologique a été utilisée pour étudier la répartition, la dynamique et l'origine des pessières à lichens dans la zone de la forêt boréale fermée. À l'intérieur d'un gradient latitudinal de plus de 500 km, la répartition des pessières à lichens et des principales perturbations visibles sur les photographies aériennes des années 1950 et des années plus récentes a été cartographiée le long de 19 transects d'inventaire. L'analyse photographique, validée sur le terrain, a permis de mesurer une diminution de 9 % de la superficie totale de la forêt fermée au profit de la pessière à lichens au cours des 50 dernières années. Cette diminution est le résultat d'une faible régénération de la forêt fermée suite aux incendies, principalement au-delà de 51°N de latitude. La croissance des épinettes noires établies dans 54 pessières à lichens a été étudiée et la relation avec les variables climatiques (précipitations et températures mensuelles) a été vérifiée sur une période de 100 ans. Bien que les précipitations exercent une plus grande influence sur la croissance des arbres que les températures mensuelles, très peu de relations significatives ont été obtenues. Même si ces peuplements présentent une faible -densité arborescente, la réponse dendroclimatique des arbres est atténuée par les épidémies de la tordeuse des bourgeons de l'épinette dans la plupart des pessières à lichens. Les réductions de la croissance radiale reliées à cet insecte sont importantes dans les pessières à lichens et sont plus marquées dans la partie méridionale de la zone de la forêt fermée. Grâce à l'utilisation de techniques complémentaires, de la radiodatation des charbons de bois, de la datation des cicatrices de feu et de l'observation des photographies aériennes des années 1950, il a été possible de retracer l'époque et les facteurs responsables de la transformation de la forêt de conifères dense en pessière à lichens. Trois séries de perturbations causent le passage de la forêt fermée en pessière à lichens : 1) les feux légers, 2) les feux successifs et 3) l'incidence d'une épidémie de la tordeuse des bourgeons de l'épinette suivie d'un feu. La majorité des pessières à lichens inventoriées dans cette étude se sont formées au cours des 200 dernières années.

Le développement temporel de la plupart des peuplements forestiers est caractérisé par une période de croissance rapide jusqu’à la fermeture de la canopée, laquelle est généralement suivie d’une baisse de croissance dont les mécanismes sous-jacents restent encore mal expliqués. L’objectif général de cette thèse était ainsi d’explorer certains mécanismes qui pouvaient partiellement expliquer ce déclin en croissance des forêts lié à l’âge dans la zone boréale du nord-est du Canada. Le premier chapitre visait à tester l’hypothèse que la proportion des ressources allouées aux racines augmente avec le temps en réaction à une diminution de la disponibilité des nutriments du sol causée par une accumulation de matière organique, diminuant ainsi la croissance aérienne des arbres. Les résultats basés sur des mesures de respiration du sol et de croissance annuelle des arbres supportaient partiellement l’hypothèse, suggérant que d’autres mécanismes étaient impliqués dans le déclin en croissance des vieilles forêts. Le second chapitre a permis d’améliorer la compréhension de la dynamique temporelle de croissance des arbres selon leur classe sociale et de son effet sur la croissance globale du peuplement. Des composantes fonctionnelles du taux de croissance relatif des arbres et la dominance de croissance des peuplements (une mesure de la contribution relative des arbres selon leur taille à la croissance globale du peuplement) ont été quantifiées le long des stades de développement des peuplements. Les résultats ont montré que d’une manière générale, le déclin de la dominance de croissance observé avec le temps était principalement causé par une diminution de l’acquisition et d’utilisation des ressources des arbres dominants plutôt que par une augmentation des conditions de croissance des arbres non-dominants. Le dernier chapitre a permis d’affiner ce résultat en testant l’hypothèse de limitation hydraulique qui stipule qu’une augmentation des contraintes hydrauliques liée à la taille des arbres explique leur diminution en croissance. Des mesures de flux de sève dans les troncs et de composition en isotopes de carbone et d’oxygène dans les aiguilles de l’année courante ont mis en évidence une augmentation des contraintes hydrauliques chez les arbres dominants au cours du temps, expliquant ainsi en partie leur baisse de croissance et celle des peuplements liés à l’âge. Ces trois chapitres ont ainsi permis d’identifier certains mécanismes impliqués dans les changements temporels de croissance de la forêt boréale du nord-est du Canada, information capitale pour une gestion durable des forêts. / The development over time of most forests is characterised by an early fast growing period until canopy closure, which is generally followed by a decreasing growth rate whose underlying mechanisms remain unclear. The general objective of this thesis was thus to explore some mechanisms that could partially explain the observed age-related productivity decline of northeastern boreal Canadian forest stands. The first chapter aimed to test the hypothesis that the proportion of resources that are allocated to roots increases with stand age as a response to a decrease in nutrient availability related to the long-term accumulation of organic matter, thus decreasing stem growth. Results based on soil respiration and annual tree growth measurements partly supported the hypothesis, suggesting that other mechanisms were involved in the growth decline of old-growth forest stands. The second chapter improved our understanding of the temporal tree growth dynamics based on their social class and its effect on total stand growth. Some functional components of the relative growth rate of trees and stand growth dominance (a measure of the relative contribution of different sized trees to total stand growth) were quantified along development stages. Results showed that overall, the observed decrease in stand growth dominance with increasing age was explained mainly by declining resource acquisition and utilization in dominant trees rather than through improved growth conditions of non-dominant trees. The last chapter refined these results by testing the hydraulic limitation hypothesis, which states that an increase of hydraulic constrains in tall trees is related to their decreasing growth with time. Tree-level sap flow and foliar C and O isotope abundance measurements highlighted an increasing hydraulic constrains in dominant trees over time, thus partly explaining their declining growth and the aged-related stand growth decline. These three chapters allowed us to identify some of the mechanisms involved in the temporal growth changes of the northeastern boreal forest, a crucial information for a sustainable forest management.

Depuis le début des années 1980, le phénomène de la sous-traitance en forêt n'a cessé de croître. Dans le rapport du comité interministériel sur « les rapports collectifs du travail en milieu forestier » on y indique que 85 % des travaux de récolte en forêt seraient actuellement effectués par des entrepreneurs. Partant de « simple » travailleur forestier sans trop de formation, l'entrepreneur forestier est devenu avec le temps un « chef d'entreprise » nécessitant des connaissances en gestion. Actuellement, les entrepreneurs forestiers du Québec sous-traitant la récolte de la matière ligneuse connaissent des difficultés organisationnelles et financières. Toutefois, un diagnostic précis des causes pouvant expliquer ces difficultés est difficile puisque peu d'entrepreneurs peuvent présenter des données fiables concernant leur processus opérationnel. L'objectif général de ce projet est d'utiliser l'expérience acquise des entrepreneurs forestiers sous-traitant la récolte et la théorie qui entoure la gestion de l'entreprise afin de développer un tableau de bord de gestion. Ce tableau de bord aura deux principales fonctions; mesurer la performance et agir à titre de mémoire du système. Pour mener à terme ce projet, trois objectifs spécifiques ont été identifiés; 1- Faire un bilan des outils et principes permettant l'élaboration d'un tableau de bord de gestion, 2- Décrire une entreprise type pour évaluer les besoins d'un entrepreneur forestier et de ses partenaires d'affaires, 3- Proposer un tableau de bord adapté aux besoins retenus en identifiant les limites et obstacles. Un sondage mené auprès des mandataires des opérations forestières révèle que dans 97 % des cas, les entrepreneurs ne possèdent pas de système de gestion autre que comptable. Une étude de cas a été réalisée chez un entrepreneur forestier afin d'étudier les indicateurs de performance qu'il utilise. Il en résulte que peu d'informations parviennent à l'entrepreneur d'une façon compréhensible et facilement utilisable. À l'aide de l'information recueillie, une plate-forme d'analyse basée sur la théorie des tableaux de bord et appuyée par des analyses de statistique de contrôle de procédé a été proposée pour suivre l'évolution de la performance d'un entrepreneur au cours d'une saison de récolte. L'établissement des limites naturelles du comportement du procédé démontre une très grande variabilité. / A project was lunched in 2004 with the objective of developing a performance dashboard build purposefully for Canadian harvesting entrepreneurs. The dashboard was to have two principal functions; 1) measure the actual performance of the entrepreneur, 2) build a tactical memory for the procurement system. To carry out this project, three specific objectives were identified; 1-Make a review of the tools and principles allowing the development of a performance dashboard, 2-study at close range a representative company to evaluate the specific needs of the forest contractor as well as his business partners, 3- Propose a performance dashboard adapted to these needs. A survey carried out near the agents of the forest operations reveals that in 97 % of the cases, the contractors do not have a system of management other than countable. Through a case study we then studied the performance indicators used by companies and contractors. Clearly, even in Québec's "nurtured" relationship between a contractor and the forest company, little information was provided to the contractor in a way that suited his needs and current abilities. A platform, based on the theory of the performance dashboards and supported by of statistics of control of process used was proposed to track the performance of a contractor. The establishment of the natural limits of the process shows a great variability for this system. The implementation of performance dashboard would be beneficial to contractors but several obstacles still impeded their application.

Ce projet visait à déterminer comment les réponses fonctionnelles dans la sélection de l’habitat influencent la survie des caribous forestiers adultes (Rangifer tarandus). Une réponse fonctionnelle apparaît lorsque la sélection pour un milieu varie en fonction de sa disponibilité ou celle d’un autre milieu. La sélection de l’habitat a été modélisée pour 83 caribous, dont 20 qui sont morts durant le suivi. Une forte probabilité de présence à proximité des coupes était associée à un fort risque de mortalité, particulièrement si cette probabilité augmentait fortement avec l’abondance des coupes. Aussi, tous les caribous, qu’ils soient morts ou qu’ils aient survécus, évitaient les peuplements mixtes, et cet évitement était particulièrement fort pour les individus dont le domaine vital incluait une forte proportion de coupes. Ainsi, les réponses fonctionnelles ne mettent pas nécessairement en évidence des comportements adaptatifs et peuvent refléter des décisions compromettant la survie. / The goal of this study was to determine the link between functional responses in habitat selection and adult survival in forest-dwelling woodland caribou (Rangifer tarandus). A functional response occurs when the selection for a cover type varies as a function of its availability or the availability of another cover type. Habitat selection was modeled for 83 caribou, of which 20 died during the monitoring period. A strong probability of occurrence in proximity to cutovers was associated with a high mortality risk, especially if the probability increased with the abundance of cuts. In addition, caribou avoided mixed stands, and this avoidance was especially strong for individuals with a high proportion of cuts in their home range. This behaviour was similar for caribou that died and those that survived the monitoring period. Thus, functional responses are not necessarily adaptive behaviours and may reflect decisions compromising survival.

Dans ce présent mémoire, nous présenterons dans un premier temps l’algorithme d’arbres binaires de partitionnement et la forêt d’isolation. Les arbres binaires sont des classificateurs très populaires dans le domaine de l’apprentissage automatique supervisé. La forêt d’isolation appartient à la famille des méthodes non supervisées. Il s’agit d’un ensemble d’arbres binaires employés en commun pour isoler les instances qui semblent aberrantes ou anormales. Par la suite, nous présenterons l’approche que nous avons nommée "Exponential smoothig" (ou "pooling"). Cette technique consiste à encoder des séquences de variables de longueurs différentes en un seul vecteur de taille fixe. En effet, l’objectif de ce mémoire est d’appliquer l’algorithme des forêts d’isolation pour identifier les anomalies dans les réclamations et les formulaires d’assurances disponibles dans la base de données d’une grande compagnie d’assurances canadienne. Cependant, un formulaire est une séquence de réclamations. Chaque réclamation est caractérisée par un ensemble de variables. Ainsi, il serait impossible d’appliquer l’algorithme des forêts d’isolation directement sur ce genre de données. Pour cette raison, nous allons appliquer le pooling. Notre application parvient effectivement à isoler des réclamations et des formulaires anormaux. Nous constatons que ces derniers ont plus tendances à être audités parla compagnie que les formulaires normaux. / In this thesis, we will first present the binary tree partitioning algorithm and isolation forests. Binary trees are very popular classifiers in supervised machine learning. The isolation forest belongs to the family of unsupervised methods. It is an ensemble of binary trees used in common to isolate outlying instances. Subsequently, we will present the approach that we have named "Exponential smoothig" (or "pooling"). This technique consists in encoding sequences of variables of different lengths into a single vector of fixed size. Indeed, the objective of this thesis is to apply the algorithm of isolation forests to identify anomalies in insurance claim forms available in the database of a large Canadian insurance company in order to detect cases of fraud. However, a form is a sequence of claims. Each claim is characterized by a set of variables and thus it will be impossible to apply the isolation forest algorithm directly to this kind of data. It is for this reason that we are going to apply Exponential smoothing. Our application effectively isolates claims and abnormal forms, and we find that the latter tend to be audited by the company more often than regular forms.

Pour être fiables au niveau opérationnel, les plans stratégiques d'aménagement forestier doivent inclure des indicateurs de performance financière. Autrement, récolter l’entièreté ou une partie de la possibilité forestière (PF) aboutit à un approvisionnement en bois d’une valeur inconnue pour l’industrie. Nous proposons une méthodologie afin de désagréger les volumes par groupe d’essences de la PF, d’y insérer des indicateurs de performance financière et d’estimer le potentiel de création de valeur de la PF au moyen d’un modèle d’optimisation tout en simulant différentes configurations du réseau d’usine et différents prix des produits forestiers vendus. Cette méthodologie nous permet de lier la solution optimale d’un modèle d’approvisionnement en bois à long terme avec la capacité de transformation du réseau d’usines de premières transformations et d’estimer les actions de récolte qui génèrent un flux financier positif. L’incertitude liée à l ’évolution du prix des produits forestiers est prise en compte puisqu’il s’agit du facteur le plus imprévisible dans la chaîne de valeur. Les variations de prix ont été modélisées grâce au processus géométrique d’Ornstein-Ulhenbeck. Nous appliquons notre méthodologie dans une unité d’aménagement comportant une majorité de peuplements forestiers mixte s au Québec, Canada. Les résultats démontrent que la faible demande pour le feuillu de faible qualité est un frein important à la réalisation du potentiel de création de valeur. Dans la majorité des cas, récolter l’entièreté de la PF conduit à un profit estimé non maximal. De ce fait, nous simulons l’implémentation d’une usine de granule transformant le feuillu de faible qualité. Les résultats montrent une amélioration du potentiel de création de valeur et démontrent l’utilité de la notion de potentiel de création de valeur lors de la planification stratégique en foresterie.

Cette étude s’inscrit dans la mouvance internationale qui vise à développer et à mettre en place des mécanismes de marché efficaces pour lutter contre les changements climatiques. Dans le contexte québécois, cela s’est principalement traduit par la mise en place d’un système de plafonnement et d’échange de droits d’émission de gaz à effet de serre et d’un volet des crédits compensatoires (CrC). Contrairement à un projet de réduction de GES, un projet de séquestration de carbone en milieu forestier est intrinsèquement non permanent. Cette caractéristique limite le potentiel réel des CrC délivrés à annuler ou compenser la totalité des effets négatifs résultant d’une émission de GES dans l’atmosphère. C’est principalement pour cette raison que le secteur forestier est actuellement exclu du volet des CrC québécois. Actuellement, peu importe le type de marché (volontaire ou réglementaire), l’approche de délivrance de CrC adoptée pour les projets de séquestration de carbone anticipe un bénéfice climatique, forçant ainsi les promoteurs de projet et les autorités d’un volet de CrC à mettre en place des mesures contraignantes et à long terme de suivi pour assurer l’intégrité environnementale. L’objectif du projet de recherche est de proposer une nouvelle approche de quantification et de délivrance de CrC pour les projets de séquestration de carbone. À l’instar de l’approche actuelle, l’approche proposée doit non seulement quantifier et récompenser une quantité de carbone séquestré, mais également et surtout, quantifier et récompenser la dimension temporelle implicite aux bénéfices de maintenir une quantité de carbone hors de l’atmosphère pendant une période de temps donnée. En utilisant le forçage radiatif comme indicateur d’un effet sur le système climatique, l’approche démontre qu’il est possible d’intégrer ces deux variables dans la détermination du nombre de CrC à délivrer à un promoteur de projet. Par conséquent, les contraintes associées au critère de la permanence deviennent caduques. / This study is part of the international movement to develop and implement effective market mechanisms to fight climate change. In Québec, this is mainly reflected in the establishment of a cap-and-trade system for greenhouse gas emission allowances and an offset credit component. Unlike a GHG reduction project, a forest carbon sequestration project is inherently non-permanent. This feature limits the real potential to cancel or offset all the negative effects resulting from a GHG emission into the atmosphere behind the used of an offset credit (OCr). It is mainly for this reason that the forestry sector is currently excluded from the Quebec OCr component. Currently, regardless of the type of market (voluntary, regulatory), the OCr issuance approach adopted for carbon sequestration projects anticipates a climate benefit, forcing project proponents and OCr to put in place binding and long-term follow-up measures to ensure the environmental integrity. The main objective of the research project is to propose a new approach for quantifying and delivering OCr for carbon sequestration projects. Like the current approach, the proposed approach must not only quantify and reward a quantity of carbon sequestered, but also and above all, quantify and reward the temporal dimension implicit in the creation of climate benefits associated with the maintenance of an amount of carbon out of the atmospheric atmosphere for a given period of time. Using radiative forcing as an indicator of an effect on the climate system, the approach demonstrates that it is possible to integrate these two variables into the determination of the number of OCrs to be delivered to a project promoter. As a result, the constraints associated with the permanence test become obsolete.