Les gaz de synthèse (Syngas) sont reconnus comme sources d'énergie viables, en particulier pour la production d'électricité. Lors de cette étude, trois compositions de syngas ont été retenues. Elles sont représentatives de gaz issus de la gazéification de la biomasse forestière. Leur potentiel dans des systèmes de production d'énergie utilisant un Moteur à Combustion Interne (MCI) a été étudié. Leur vitesse de flamme en régime laminaire a été déterminée à partir de visualisation par strioscopie. Les effets du taux d'étirement ont été quantifiés au travers de la détermination du nombre de Karlovitz et de Markstein. En raison des lacunes de la littérature sur les caractéristiques de combustion de ces syngaz, la méthode de combustion sphérique a été utilisée pour déterminer la vitesse de flamme sur un domaine de pression de 1 à 20 bars. Ces résultats ont ensuite été utilisés dans un code de simulation multi-zones prenant en compte les transferts de chaleur aux parois afin d'estimer la distance de coincement. Une analyse en régime turbulent a été menée en Machine à Compression Rapide (MCR), machine capable de reproduire un cycle compression-détente d'un moteur à combustion interne. En général, les applications stationnaires de production électrique utilisent le gaz naturel comme carburant, mélange majoritairement constitué de méthane. Pour servir de référence à la comparaison des capacités des trois syngaz retenus, un mélange méthane-air a été testé également. Afin d'identifier les différents paramètres liés au fonctionnement de la MRC, en particulier les transferts de chaleur aux parois, des essais sans combustion ont été réalisées. Enfin un code de simulation du cycle d'un moteur à piston utilisant ces syngaz comme combustible a été développé. Sa validation a été réalisée en utilisant les données expérimentales disponibles dans la littérature concernant des mélanges hydrogène-air et méthane-air, et également à l'aide des données obtenues sur la MCR. Le modèle a finalement été utilisé pour déterminer les performances d'un moteur à piston fonctionnant avec ces sysngaz. Il a été observé que les compositions typiques de syngas, même avec des capacités calorifiques et la vitesse de flamme plus faibles, peuvent être utilisées pour les moteurs à allumage commandée et ceci à des vitesses de rotation élevées.

La livrée des forêts (Malacosoma disstria Hübner) est un des principaux ravageurs épidémiques des forêts de feuillus de l'Amérique du Nord. Ce lépidoptère polyphage épidémique peut s'alimenter de plusieurs hôtes différents. Au Québec, son hôte primaire est le peuplier faux tremble et des dégâts ont été fréquemment observés sur l'érable à sucre, un hôte secondaire. Les lépidoptères sont sensibles au contenu chimique des feuilles consommées. Le sucre, principal résidu de la photosynthèse, est un important phagostimulant. Une variation de la chimie foliaire est présente d'une essence à l'autre. Au sein d'une même essence, l'environnement de croissance a un impact significatif sur la chimie foliaire. Cette expérience a visé à tester la capacité de discrimination de la livrée des forêts et à connaitre son patron de consommation. Elle a été confrontée à une variation inter et intraspécifique des concentrations en sucres de ses hôtes alimentaires. Les chenilles ont eu à consommer des feuilles d'érable à sucre et de peuplier ayant poussé en pleine lumière, des feuilles d'érable à sucre ayant poussé en sous-bois et des feuilles de ces deux mêmes essences ayant poussé sous des toiles ombragées avec 30% de pénétration lumineuse. Des tests de consommation avec deux choix et des tests de consommation forcée sans choix ont été effectués avec des chenilles de stade quatre dans des pétris fermés. Les insectes dans les pétris ont été filmés durant la première heure des tests et des photos ont été prises à toutes les heures durant 6 heures. Le comportement alimentaire a été analysé à partir des séquences vidéo et les volumes foliaires consommés ont été évalués à partir des photographies. De manière générale, la livrée des forêts a discriminé négativement les feuilles d'érable à sucre ayant poussé à l'ombre. Dans les tests de discrimination avec deux choix et dans les tests de comportement de base sans choix, le traitement de peuplier ayant poussé à l'ombre a été le plus consommé et le traitement d'érable à sucre ayant poussé à l'ombre a été le moins consommé. Ces résultats indiquent que la chenille aurait un grand seuil d'acceptation de nourriture. Elle discriminerait négativement seulement des sources alimentaires dont la très faible stimulation en sucre ne suffirait pas à surpasser la stimulation négative causée par les différents composés secondaires inhibant la consommation. La relation n'est pas linéaire entre la hausse de sucre et de la consommation. Il s'agit d'un phénomène complexe où les interactions entre plusieurs autres facteurs chimiques de la feuille comme les tannins et les glycosides phénoliques, et des facteurs physiques comme l'épaisseur et le contenu en eau, auraient un impact plus grand sur la consommation que seule la variation des concentrations de sucres. ______________________________________________________________________________

De manière récurrente, les infestations d'insectes causent des dommages importants et à l'occasion la mortalité de leurs hôtes. Ce sujet est d'intérêt particulier pour l'industrie forestière, car la productivité diminue et les quantités de bois peuvent devenir insuffisantes pour satisfaire la demande. Au Québec, les plantations de peupliers sont d'importantes sources d'approvisionnement pour le bois d'œuvre et de pâte à papier, c'est pour ces raisons que des espèces du genre Populus ont été croisées pour créer des peupliers hybrides qui seraient plus tolérants aux stress abiotiques et biotiques. Les conditions météorologiques, les agents pathogènes et les différences dans la qualité des fibres ont été examinés sur des clones hybrides, mais seulement quelques études concernant les vulnérabilités aux insectes ont été complétées. Actuellement, le ministère des ressources naturelles et de la faune du Québec étudie les susceptibilités de ces peupliers hybrides envers les insectes nuisibles. Dans la présente étude, les préférences alimentaires de la livrée des forêts, Malacosoma disstria, un défoliateur important du peuplier en Amérique du Nord, seront étudiées sur différents clones de peupliers hybrides. Les caractéristiques physiques foliaires de ces clones hybrides, telles que la teneur en eau, la longueur du pétiole, et la longueur et la largeur des feuilles, seront mesurées, et des tests de performance seront effectués avec des larves de la livrée des forêts. Aussi, des tests sans-choix et de comportements seront réalisés et étudiés avec l'hôte principal de la livrée des forêts, le peuplier faux-tremble, Populus tremuloides. Les résultats démontrent que le feuillage de certains peupliers hybrides a été préféré de façon différenciée par les larves de M. disstria. Le groupe d'hybrides le moins préféré et choisi provoquant constamment des réponses dissuasives, et où aussi le taux de survie était le plus bas, était composé principalement de clones ayant un lien parental avec des peupliers baumiers ou japonais. Les groupes d'hybrides modérément et hautement préférés qui ont été principalement acceptés (consommés) par les chenilles comprenaient des parents hybrides liés avec les peupliers deltoïdes ou euraméricains. Ces résultats peuvent potentiellement améliorer la sélection des clones de peupliers hybrides qui présentent des susceptibilités faibles pour les larves de la livrée des forêts et peuvent maintenir une productivité élevée au cours des années d'épidémies. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : les clones de peupliers hybrides, Populus spp., la livrée des forêts, Malacosoma disstria, les préférences alimentaires, des tests de performance, des tests sans-choix

La région méditerranéenne est caractérisée par une biodiversité très élevée. Sur une surface équivalent à moins de 2% de la surface terrestre émergée, elle contient plus de 30 000 espèces de plantes vasculaires, dont 290 arbres, parmi lesquels 70% sont des endémiques strictes ou préférentielles. La biodiversité observée au niveau intraspécifique, est, elle aussi, considérable. Malgré un impact humain pluri-millénaire, les conifères méditerranéens ont une biodiversité génétique intra-population 20% plus élevée et une structuration génétique spatiale 45% plus forte que celle des conifères du reste du monde. Les causes de cette originalité génétique sont à rechercher dans les alternances climatiques Quaternaires, relativement « clémentes » en Méditerranée orientale, et qui ont favorisé l'apparition de nombreux micro-refuges. Des facteurs liés aux contraintes écologiques du climat méditerranéen (sélection), aux barrières géographiques (flux de gènes) et à l'impact humain ont pu modifier, au cours de l'holocène, les structures génétiques issues des refuges glaciaires. Localement, le rôle du système de reproduction reste à analyser. Les conifères méditerranéens sont les espèces « clef de voûte » de nombreux écosystèmes forestiers à tous les étages bioclimatiques. Garantir l'adaptation à long terme de ces écosystèmes, riches mais fragiles, est un enjeu considérable pour la gestion forestière.

Cette thèse comporte deux objectifs. Un premier objectif concerne la prévision d’une charge totale dans le contexte des Smart Grids par des approches qui reposent sur la méthode de prévision ascendante. Le deuxième objectif repose quant à lui sur l’étude des forêts aléatoires dans le cadre d’observations dépendantes, plus précisément des séries temporelles. Nous étendons dans ce cadre les résultats de consistance des forêts aléatoires originelles de Breiman ainsi que des vitesses de convergence pour une forêt aléatoire simplifiée qui ont été tout deux jusqu’ici uniquement établis pour des observations indépendantes et identiquement distribuées. La dernière contribution sur les forêts aléatoires décrit une nouvelle méthodologie qui permet d’incorporer la structure dépendante des données dans la construction des forêts et permettre ainsi un gain en performance dans le cas des séries temporelles, avec une application à la prévision de la consommation d’un bâtiment. / This thesis has two objectives. A first objective concerns the forecast of a total load in the context of Smart Grids using approaches that are based on the bottom-up forecasting method. The second objective is based on the study of random forests when observations are dependent, more precisely on time series. In this context, we are extending the consistency results of Breiman’s random forests as well as the convergence rates for a simplified random forest that have both been hitherto only established for independent and identically distributed observations. The last contribution on random forests describes a new methodology that incorporates the time-dependent structure in the construction of forests and thus have a gain in performance in the case of time series, illustrated with an application of load forecasting of a building.

Le phénomène grandissant de morcèlement des forêts boréales matures est une source de préoccupation importante pour l'industrie forestière du Québec en raison de l'augmentation des coûts d'approvisionnement qu'il induit. Effectivement, les déplacements de machinerie plus fréquents ainsi que l'augmentation du nombre de chemins à aménager impactent la rentabilité des opérations forestières en forêt morcelée. L'évolution de ce contexte impose la recherche de solutions, incluant l'adaptation des systèmes de récolte utilisés, qui n'ont que très peu été étudiées à ce jour. Le principal objectif de cette maîtrise est d'identifier des systèmes adaptés à la récolte de forêts morcelées, permettant d'amoindrir l'impact financier du morcellement sur l'approvisionnement. Toutes les alternatives possibles se doivent d'être considérées dans la réflexion menant à l'implantation de solutions en forêt. Une approche de sélection employant des analyses successives fut préconisée, de manière à sélectionner itérativement un sous-ensemble de solutions potentielles. Dans un premier temps, une revue exhaustive des systèmes de récolte permit d'en décrire plus de 1 000 différents. De ce nombre, vingt-huit furent retenus pour leur potentiel d'application en forêt morcelée. Ceux-ci furent comparés à l'aide d'un modèle d'évaluation multicritère impliquant des experts. Sept systèmes se démarquèrent des autres, mettant en évidence l'intérêt de considérer l'implantation de systèmes actuellement inexistants au Québec. Une simulation déterministe fut réalisée afin d'estimer les coûts des solutions potentielles et ainsi affiner l'identification de la meilleure alternative. Les résultats démontrent le potentiel du système de bois tronçonnés utilisant des camions auto-chargeurs à grue détachable en contexte de forêt morcelée. L'utilisation du porteur pour charger les camions est également une alternative intéressante, notamment pour la simplicité de son adaptation par rapport au système de bois tronçonnés classique. Il serait à présent intéressant de tester ces systèmes dans un contexte opérationnel contrôlé avant d'en proposer un déploiement à plus grande échelle. / Fragmentation in mature boreal forests is a growing concern for the forest industry of Quebec, due to the increase of wood procurement costs. The more frequent machine relocations and the increasing number of roads to build and maintain compromise the profitability of fragmented operations. This changing reality needs to be addressed, starting with re-evaluating the current operational systems used in fragmented forests, which have received little attention so far. The objective of this master's degree is to identify the most cost-effective harvest systems in fragmented forests. Doing so requires a methodology compatible with the evaluation of a very wide range of potential solutions that can be implemented in these forests. The elaborated approach is based on subsequent analysis gradually reducing the number of alternatives and precising the identification of the best subset. First, an in-depth review of harvest systems resulted in the description of over 1,000 distinct alternatives. Only twenty-eight were considered as conceivable alternatives in the studied context. A multi-criteria evaluation approach involving experts from the forest industry revealed the superiority of seven potential solutions. Lastly, a deterministic simulation model was developed to estimate the harvest costs associated with each system in case studies and narrow down the selection of the best alternative. The results demonstrate the potential of the cross-cut timber system using self-loading trucks with detachable cranes in a fragmented forest context. Of the seven systems, the cut-to-length systems using either removable crane self-loader trucks or forwarders to load trucks presented lower costs in fragmented forest stands. It would now be interesting to test these systems in a controlled operational context before considering large-scale implementation.

Le but de cette recherche est d'étudier et d'analyser la propriété des forêts. Dans un premier temps, il s'agira de montrer concrètement comment l'on possède la forêt, en présentant trois modèles empiriques : les forêts publiques québécoises, les forêts privées américaines et les forêts domaniales françaises - des propriétés mixtes. Dans un deuxième temps, nous développerons le thème de la propriété en philosophie. Pour ce faire, nous étudierons trois philosophes, représentatifs de divers modes de la propriété (privée avec John Locke, et publique avec Jean-Jacques Rousseau), avant de critiquer la propriété elle-même en suivant les développements de Pierre Joseph Proudhon. Enfin, dans un troisième temps, nous aborderons certains thèmes de l'éthique environnementale, comme la valeur intrinsèque de la nature, l'habité, la wilderness et les aires protégées, en mettant l'accent sur la situation québécoise. Même si nous nous éloignerons quelque peu de la propriété, celle-ci sera néanmoins le filigrane du troisième chapitre. Nous pourrons ainsi mieux comprendre les mécanismes de la propriété qui, lorsque nous la mettons en parallèle avec les forêts, en font un sujet unique. Les forêts ne sont pas des biens comme les autres, et nous allons comprendre leur spécificité.

La confidentialité des données est devenue primordiale en statistique. Une méthode souvent utilisée pour diminuer le risque de réidentification est la génération de jeux de données partiellement synthétiques. On explique le concept de jeux de données synthétiques, et on décrit une méthode basée sur les forêts aléatoires pour traiter les variables catégoriques. On s’intéresse à la formule qui permet de faire de l’inférence avec plusieurs jeux synthétiques. On montre que l’ordre des variables à synthétiser a un impact sur l’estimation de la variance des estimateurs. On propose une variante de l’algorithme inspirée du concept de confidentialité différentielle. On montre que dans ce cas, on ne peut estimer adéquatement ni un coefficient de régression, ni sa variance. On montre l’impact de l’utilisation de jeux synthétiques sur des modèles d’équations structurelles. On conclut que les jeux synthétiques ne changent pratiquement pas les coefficients entre les variables latentes et les variables mesurées. / Confidential data are very common in statistics nowadays. One way to treat them is to create partially synthetic datasets for data sharing. We will present an algorithm based on random forest to generate such datasets for categorical variables. We are interested by the formula used to make inference from multiple synthetic dataset. We show that the order of the synthesis has an impact on the estimation of the variance with the formula. We propose a variant of the algorithm inspired by differential privacy, and show that we are then not able to estimate a regression coefficient nor its variance. We show the impact of synthetic datasets on structural equations modeling. One conclusion is that the synthetic dataset does not really affect the coefficients between latent variables and measured variables.

L'objectif de cette thèse a été d'établir l'effet, sur le temps de réaction du chronométreur étudiant un travail forestier, de l'addition au chronomètre d'une période préparatoire à la présentation du stimulus. Un chronomètre, le SONOCHRON, pourvu d'un signal auditif déclenchant une période préparatoire de une seconde avant le stimulus auquel devait répondre le chronomètreur, a été développé pour les fins de l'experience. À l'interieur d'un dispositif par blocs à effets fixes et interaction des facteurs, six séries de chronomètrage d'une opération de débroussaillage de semis ont été réalisées. Les intervalles de chronomètrage étaient fixés à 15, 30 et 60 secondes. Deux chronomètreurs et deux types de chronomètre, le SONOCHRON et un autre à affichage numérique du temps, ont été utilisés pour une première série et après permutation des chronomètres entre les chronomètreurs, pour une deuxième série, en répétant ce processus à chaque intervalle. Les temps de réaction ont été receuillis et traités au moyen de l'analyse de variance. Les résultats montrent qu'une diminution significative de la longueur des temps de réaction de l'ordre de 25 et 40%, aux intervalles de chronomètrage de 15 et 30 secondes respectivement est observable quand un chronomètreur travaille avec le SONOCHRON, plutôt qu'avec un chronomètre à affichage numérique du temps. A l'intervalle de 60 secondes, l'effet global des chronomètres est masqué à cause d'un phénomène d'anticipation de l'un des deux chronomètreurs, lorsqu'il utilisait le chronomètre à affichage. Toutefois, l'effet du SONOCHRON est significatif. Les qualités ergonomiques du SONOCHRON en font un chronomètre très efficace à utiliser dans les situations difficiles de terrain.

Cette étude vise à décrire l’état naturel des communautés de huit familles de coléoptères saproxyliques, reconnues pour être associées aux brûlis, à partir d’un échantillonnage fait au niveau des souches et à l’intérieur de peuplements commerciaux d’épinettes noires (Picea mariana (Mill)) résiduels à la coupe de récupération (état naturel) provenant de brûlis de 1995, 2003, 2005, 2007, 2009 et 2010. L’étude vise également à comparer ces communautés à celles retrouvées dans des peuplements d’épinettes noires récupérés et répartis dans les brûlis de 1995, 2003, 2005 et 2007. Les coléoptères ont été inventoriés durant l’été 2010 et plus de 6 000 spécimens répartis dans les huit familles étudiées ont été capturés. À l’état naturel, quatre phases de colonisation se sont succédées pendant les cinq premières années après feu. Les assemblages des communautés de coléoptères saproxyliques sont quant à eux altérés par la récupération et ce, pour une période d’au moins sept ans. / This study aims to describe the natural state of communities of eight saproxylic beetle families known to be associated with burned forest from a sample done at stump level and in commercial black spruce (Picea mariana (Mill)) stands residual to salvage logging (natural state) from burns of 1995, 2003, 2005, 2007, 2009 and 2010. The study also aims to compare these communities to those found in salvaged black spruce stands distributed in burns of 1995, 2003, 2005 and 2007. Beetles were sampled during summer 2010 and over 6 000 specimens among the eight studied families were captured. In its natural state, four colonization phases have succeeded along the first five postfire years. Saproxylic beetle assemblages were affected by salvage logging for a period of seven years.