L’éducation des jeunes dès le primaire constitue l’une des actions porteuses relevées par la Commission d’étude sur la gestion de la forêt publique québécoise en 2004. Afin d’y contribuer, cette recherche caractérise le rapport que des élèves du primaire entretiennent avec la forêt et l’incidence d’une intervention pédagogique spécifique sur leurs conceptions initiales. L’étude est menée en deux phases, en utilisant une approche qualitative. À la première phase, l’enquête porte sur le recueil des conceptions initiales des élèves et de leurs parents au sujet de la forêt, de même que leur fréquentation de la forêt. À la deuxième phase, les conceptions des élèves sont recueillies après leur participation à une situation d’apprentissage expérientiel portant sur la forêt. Les résultats montrent que les élèves ont une relation significative avec la forêt et ont des conceptions initiales approfondies, détaillées et positives de ce milieu. Au terme de la situation d’apprentissage, leurs connaissances sur la forêt se sont améliorées et leurs conceptions se sont enrichies d’éléments issus du contact réel avec la forêt.

L’objectif de ce travail consiste à recycler les boues secondaires (BS) et explorer leur potentiel comme co-adhésif de l’urée-formaldéhyde (UF) dans la fabrication des panneaux de particules. Nous avons posé l’hypothèse qu’il est possible de valoriser les BS comme co-adhésifs pour la fabrication de panneaux de particules. Deux approches ont été adoptées: La première consiste à évaluer les possibilités de modification de l’UF par l’ajout des BS pour synthétiser un nouvel adhésif. Les résultats ont montré que le temps de polymérisation de la résine est très court et nous avons conclu que cette approche n’est pas applicable à l’échelle industrielle. Bien que la première approche ait été rejetée, des conclusions peuvent en être tirées. Premièrement, les caractéristiques des BS varient avec le procédé papetier, l’usine d’origine et le temps d’échantillonnage. Deuxièmement, les thermogrammes d’analyses par calorimétrie différentielle à balayage (DSC) montrent que l’influence de la BS sur la cuisson de l’UF est importante. Troisièmement, les analyses de résonance magnétique nucléaire (RMN) montrent qu’il existe un rapport optimal entre la BS du procédé chimico-thermoméchanique provenant de Bowater (PCTM (B)) et l’UF. La deuxième approche consiste à introduire in-situ les BS dans les panneaux à différentes proportions. Cette approche est techniquement faisable et a été testée avec différents types de BS (PCTM, thermo-mécanique (PTM) et kraft). Un dispositif expérimental a été mis en place pour évaluer le potentiel des BS comme co-adhésifs. Les facteurs de variation choisis sont la teneur en UF (3 niveaux), la source des BS (3 sources) et la proportion des BS (3 proportions). Il existe un ratio optimal de BS/UF selon les valeurs des cohésions internes (CI) des panneaux d’essais préliminaires. L’ajout de BS dans les panneaux ne nuit pas à la CI et peut même en entrainer une amélioration dans certains cas. La plupart des propriétés mécaniques ne sont pas influencées négativement par l’ajout des BS. Par contre, la stabilité dimensionnelle en est affectée négativement. Le principal avantage de l’utilisation des BS est qu’elles permettent de minimiser l’empreinte écologique du procédé de fabrication tout en provoquant une diminution des émissions de formaldéhyde (EF) des panneaux. / The objective of this work is to recycle secondary sludge (SS) and explore its potential as co-adhesive for Urea-formaldehyde (UF) adhesives used in particleboard manufacturing. We hypothesized that it is possible to use the SS as co-adhesive for the manufacture of composite panels made of wood particles. First, we modified UF resin by the addition of SS to synthesize a new co-adhesive. The results of the first approach showed that the curing time of the resin is very short and it was concluded that this approach is not applicable on an industrial scale. Although the first approach is rejected, some conclusions can be drawn: 1) The characteristics of the SS vary with the papermaking process, the plant and the sampling time. 2) Dynamic scanning calorimetry (DSC) thermograms show that the influence of SS on UF cure is noticeable. 3) Nuclear magnetic resonance (NMR) showed that there is an optimal ratio between the chemi-thermo-mechanical pulping CTMP (B) SS and UF. The second approach is to add SS in-situ in the process of panel making in different proportions. This approach is technically feasible and has been tested with SS from the three different sources (TMP, CTMP and Kraft). Preliminary trials were done. Then, a final experimental dispositive was set up to evaluate the potential of SS from these different processes as co-adhesives. Factors are the UF resin content (3 levels), the SS source (3 sources) and the proportion of SS (3 proportions). There was an optimal ratio of SS/UF according to the values of internal bond (IB) of particleboards from the preliminary trials. SS cannot be used as an adhesive alone for particleboards. In general, results of this study indicated that the use of SS from three different pulping processes as co-adhesive have several advantages including the possibility of manufacturing particleboards at reduced urea formaldehyde (UF) resin content and wood particles content, value-added utilization of pulp and paper sludge and, especially, reduction in formaldehyde emissions. The reduction of formaldehyde emission with the recycling of SS as co-adhesive has the most significant environmental benefit.

Dans un contexte de développement durable où les impacts sur les infrastructures doivent être fréquemment évalués, des procédures efficaces de contrôle et d’intervention sont requises. Bien que les solutions de réalité augmentée mobiles (RAM) présentent un fort potentiel pour améliorer l'efficacité d'intervention sur site par les professionnels, notamment dans le cas d’infrastructures souterraines, cette technologie n’est pas encore suffisamment mature pour permettre de telles applications. Reposant sur des principes similaires à la RAM, la simulation située propose une représentation virtuelle 3D congruente avec la réalité. L’immersion y est moins importante mais les interactions avec l’environnement 3D plus nombreuses. Le présent travail de recherche porte sur la conception et le développement d’une application de simulation située. Il aborde notamment les défis relatifs à la modélisation 3D d’environnement et à l’intégration de données géospatiales dans des moteurs de jeux vidéo. / In a context of sustainable development in which impacts on infrastructure should be assessed frequently, effective procedures for monitoring and intervention are required. Although mobile augmented reality (MAR) solutions have a great potential to improve the on-site efficiency for professionals, particularly in the case of underground infrastructures, this technology is not yet mature enough to allow such applications. Based on principles similar to MAR, situated simulation offers a virtual 3D representation congruent with reality. In situated simulation, the immersion is less important, but there are more interactions possible with 3D environment. This work focuses on the design and development of a situated simulation application. It tackles the particular challenges related to 3D modeling of the environment and integration of geospatial data in video game engines.

L’objectif général de ce doctorat est d’évaluer le succès reproducteur d’une communauté d’oiseaux chanteurs en forêt boréale aménagée, et d’étudier certains facteurs qui lui sont associés. La méthode traditionnellement employée est le suivi de nids, mais elle reste laborieuse en forêt boréale où les nids sont généralement au sol ou cachés dans la cime fournie des arbres. Il existe d’autres approches pour documenter la reproduction sans trouver les nids. Elles s’appuient sur l’observation de certains comportements parentaux ou de jeunes à l’envol accompagnant leurs parents. Cependant, ces observations souffrent d’un biais de détection non négligeable, les parents ne présentant pas en permanence les indicateurs de succès. Le premier chapitre s’intéresse au succès de nidification (présence de jeunes au nid) et présente une méthode innovante permettant de mesurer le succès de nidification à partir d’observations de transport de nourriture en tenant compte du biais de détection du statut parental. Je montre que ce biais peut être important (la détection ne dépasse pas 38%), et que l’adaptation des modèles d’occupation (présence/absence) au succès de nidification est possible et efficace. Dans un second chapitre, j’applique cette méthode d’analyse à des observations de transport de nourriture récoltées depuis 1995 dans mon aire d’étude (Forêt Montmorency, Canada). Je montre que la tendance générale du succès de nidification au cours des 17 années est à la baisse, en lien avec une modification de l’habitat et des conditions météorologiques estivales qui se sont refroidies et asséchées. Également, le succès de nidification est meilleur dans les peuplements plus âgés et plus homogènes, de même que plus loin des chemins forestiers. Finalement, dans un troisième temps, je m’intéresse au succès d’envol (i.e. la proportion d’adultes ayant des jeunes à l’envol) et à sa détection. Je trouve que, dans la moitié des observations d’adultes sans jeunes à leurs côtés en fin de saison de reproduction, les individus sont en fait parvenus à produire des jeunes à l’envol. Je déduis de toutes les observations un succès d’envol de 59% que je n’ai pas pu relier aux caractéristiques du paysage (âge et homogénéité des peuplements). L’ensemble des résultats des trois chapitres vient appuyer l’idée que la forêt boréale est un lieu important pour les oiseaux en Amérique du Nord, et met en lumière l’importance du biais de détection lorsqu’on utilise des méthodes alternatives au suivi de nids pour mesurer le succès reproducteur. / The aim of this PhD is to assess the reproductive success of a managed boreal forest songbird community, and to explore its causality. The traditional method to achieve this objective is nest monitoring, but it is laborious in boreal forest where nests are often on the ground or hidden at the top of trees. Alternative methods have already been used in boreal forest to document songbird reproduction without finding nests. They are based on observations of parental behavior (such as food provisioning) or fledglings accompanying their parents. However, these observations suffer from significant detection bias, parents not displaying success indicators all the time. In the three chapters of this thesis, I am interested in two stages of bird reproductive cycle: nesting success (i.e. the presence of young at the nest) and fledging success. The first chapter presents an innovative method to measure nesting success from food provisioning observations taking into account of parental status detection bias. I show that this bias may be significant (detection does not exceed 38%), and that the application of two-state occupancy models (presence/absence) to nesting success (young/no young at nest) is possible and effective. In a second chapter, I apply my analytic method to food provisioning observations collected since 1995 in the study area (Forêt Montmorency, Québec, Canada). I show that nesting decreases during the 17 studied years, in correlation with habitat modifications and meteorological changes over time. Additionally, nesting success is greater in older and more even-aged forests, as well as far from forestry roads and trails. In the third chapter, I show that, in half of the cases where adults are found without fledglings at the end of the reproductive season, they do in fact have fledglings. After accounting for this imperfect detection, I estimate fledging success as 59%, uncorrelated to landscape attributes (stand age and homogeneity). All results in this thesis support the claim that boreal forest represents an important breeding ground for birds in North America. I highlight the importance of detection bias when using alternative methods to nest monitoring in order to measure reproductive success and propose applications of these new tools for atlassing and similar large-scale ornithology initiatives.

Les espèces fongiques du genre Melampsora sont responsables de la rouille du peuplier, maladie importante en populiculture. La définition et la reconnaissance de ces espèces sont essentielles pour assurer des prises de décision rapides et efficaces en cas d’introduction ou de propagation de ces pathogènes. Tout d’abord, cette thèse fait le bilan de 170 ans de descriptions taxonomiques pour les espèces du genre Melampsora identifiées sur peuplier. L’analyse des publications scientifiques met en évidence le problème de la définition du terme ‘espèce’ au sein du genre Melampsora ainsi que les difficultés de reconnaissance pour les espèces et formes spéciales définies avec des critères taxonomiques traditionnels. Ensuite, le potentiel de 14 gènes mitochondriaux est évalué pour leur utilisation en tant que code-barres génétique, un outil de taxonomie moléculaire utilisé pour différencier les espèces. Seulement 3 des 14 gènes étudiés in silico présentent toutes les caractéristiques d’un code-barres génétique idéal. Évalués in vivo, aucun gène mitochondrial n’apparait meilleur que les loci ribosomaux déjà utilisés en taxonomie moléculaire pour le règne fongique. Puis, l’étude par code-barres génétique des différentes espèces du genre Melampsora identifiées sur les peupliers de la section Populus confirme ces résultats. Le locus ribosomique correspondant à l’espaceur interne transcrit (ITS) apparait comme le code-barres génétique le plus performant pour différencier les espèces et formes spéciales du complexe Melampsora populnea. De plus, cette étude a permis de révèler la distance génétique existante entre différentes espèces jusqu’à maintenant considérées comme synonymes, ainsi que de nombreuses erreurs d’identification au sein des herbiers nationaux canadiens. Ces résultats soulignent la nécessité d’une approche moléculaire, complémentaire à la taxonomie actuelle, pour permettre une définition plus robuste des espèces fongiques responsables de la rouille du peuplier. Enfin, l’étude de concordance généalogique de 4 régions génétiques indépendantes (ADN ribosomique, ADN mitochondrial et 2 gènes nucléaires codants) permet de définir les barrières existantes entre ces espèces au niveau phylogénétique. Les résultats de cette étude indiquent une probable coévolution entre les espèces du genre Melampsora et leur hôte écidien confirmant l’importance de l’identité de cet hôte dans la délimitation naturelle des espèces responsables de la rouille du peuplier. / Poplar rust species, belonging to the genus Melampsora, are considered the most important poplar disease. In case of introduction and/or propagation of these pathogens, species definition and recognition are critical steps in determining rapid and efficient management options. First, this thesis work reviewed 170 years of taxonomical descriptions for Melampsora species identified on poplar. This analysis of peer-reviewed publications showed uncertainties in the Melampsora species concept and difficulties in species and formae speciales recognition using traditional taxonomical criteria. Despite the development of molecular tools, recognition at the species level and evolutionary relationships among poplar Melampsora taxa remain obscure. Thus, 14 mitochondrial genes were evaluated as potential DNA barcodes, a recent popular molecular taxonomic tool proposed to identify species. Assessed in silico, only 3 out of the 14 genes showed all characteristics for an optimal DNA barcode. Moreover, biological validation indicated that no single mitochondrial gene gave a better taxonomic resolution than ribosomal loci, regions already widely used in fungal molecular taxonomy. A molecular approach, applied to Melampsora species identified on poplars from the botanical section Populus, confirms these previous results. A DNA barcode obtained from the ribosomal internal transcribed spacer (ITS) sequence provided the most accurate results for identifying and resolving taxa among Melampsora populnea, a taxonomical challenging species complex found on white poplars. Moreover, this DNA barcode approach provided evidence for genetic distance between two different species considered as synonymous and highlighted species misidentifications in specimens from Canadian national herbaria. These results confirmed the need for a molecular approach, in complement to previous taxonomical descriptions, to achieve a robust species definition among the poplar rusts. Finally, phylogenetic species boundaries were defined using genealogical concordance of four independent gene regions (ribosomal DNA, mitochondrial DNA, and 2 nuclear coding genes). The phylogenetic relationships revealed a potential co-evolution between Melampsora species and their alternate host (aecial host) and confirmed the importance of this criterion in natural poplar rust species delineation.

Nous avons comparé trois scénarios sylvicoles pratiqués il y a 20 ans dans la sapinière à bouleau blanc, après une coupe de récupération de peuplements sévèrement endommagés par la tordeuse des bourgeons de l’épinette. Le dispositif se situait dans la réserve faunique des Laurentides et dans le Parc national de la Jacques-Cartier. Un total de 3124 coléoptères a été capturé à l’aide de pièges à impact, dont 168 espèces saproxyliques (dépendant du bois mort ou moribond) et 98 non-saproxyliques. Malgré des volumes de bois mort au sol relativement importants (46m³/ha) dans les peuplements aménagés, les assemblages de coléoptères saproxyliques différaient entre les sites récupérés et non récupérés, même si l’abondance et la richesse spécifique étaient semblables. Des différences peu importantes ont été observées entre les trois scénarios sylvicoles. Vingt ans plus tard, la coupe de récupération apparaît toujours comme l’élément perturbateur ayant entrainé les plus grands changements dans le biotope. / We compared three silvicultural scenarios implemented 20 years ago after salvage logging of severely damaged balsam fir/white birch stands by the spruce budworm. The study area was located in the réserve faunique des Laurentides and Parc national de La Jacques-Cartier. Overall, 3124 beetles were captured with impact traps, 168 species being saproxylic (dependent of dead wood or moribund trees) and 98 non-saproxylic. Despite the relatively high amounts of down dead wood (46m³/ha) found in managed stands, saproxylic beetle assemblages differed among salvaged and non salvaged stands, even if beetle abundance and richness were similar. Slight differences were observed between the three silvicultural scenarios but 20 years later, salvage logging still appears as the disturbance element that brought the most important changes into the biotope.

La tordeuse des bourgeons de l’épinette (TBE), Choristoneura fumiferana (Clem.), est le ravageur le plus important des forêts de l’Amérique du Nord. L’éclaircie a été souvent recommandée pour réduire les pertes ligneuses causées par les épidémies de TBE. Ceci est basé sur l’hypothèse que l’impact positif de cet outil sylvicole sur la vigueur des arbres résiduels devrait les rendre plus résistants aux défoliations de TBE. Cependant, les résultats de différentes études sont contradictoires. Le but de cette étude consiste à mieux cerner les impacts de ce traitement sylvicole sur l’insecte et sur ses hôtes selon diverses situations et de suivre ces impacts dans le temps. Pour y parvenir, des élevages sur le terrain de TBE et des analyses chimiques foliaires des essences hôtes ont été effectués selon un gradient d’éclaircie (réduction de 0, 25 et 40% de la surface terrière du peuplement) et de qualité de drainage du site (mésique avec drainage oblique, subhygric, hydrique). Des élevages ont aussi été effectués sur des sites à drainage rapide. L’ensemble des travaux a été conduit dans le domaine de la sapinière à bouleau blanc. Les résultats de cette étude démontrent que l’éclaircie réduit à court terme la résistance des sapins à la TBE et que ce phénomène est lié à des baisses significatives de certains monoterpènes dont les concentrations dépendent fortement de la qualité de drainage du site. Cependant trois ans après le traitement, celui-ci entraîne une forte augmentation de la résistance des sapins baumiers à l’insecte. Cette augmentation de résistance est essentiellement due à une augmentation de production foliaire (accroissement de la tolérance) et est particulièrement marquée dans les peuplements évoluant sur des sites hydriques soumis à des intensités d’éclaircie de 40% de réduction de surface terrière. Cette résistance accrue se maintient pour au moins 6 ans après l’application du traitement. Ces résultats suggèrent que cette technique sylvicole pourrait être utilisée comme mesure préventive visant à réduire l’impact négatif de TBE sur les forêts québécoises. / Spruce budworm (Choristoneura fumiferana (Clem.)) is the most destructive insect pest in the maritime and boreal forests of North America. Thinning has been recommended to reduce damage caused by spruce budworm. The positive impact of this silvicultural procedure on the vigour of the residual trees should, in theory, render them more resistant to budworm defoliation. However, various research projects focused upon effects of this silvicultural tool on host tree resistance have yielded equivocal results. The main objective of this project was to clarify the real effect of thinning on host tree resistance to spruce budworm attacks. Field-rearing experiments with spruce budworm were conducted, together with foliar chemical analyses, along a gradient of stand thinning density (0%, 25%, and 40% stand basal area reduction) and drainage class (mesic with seepage, class 3; subhygric, class 4; hydric, class 5) in balsam fir–paper birch association stands. Rearing experiments were also conducted in rapidly drained sites (class 2). The results showed that resistance to spruce budworm of balsam fir, unlike white and black spruce, was significantly reduced one year after thinning. This response was likely due to increased defoliation linked to reduction in certain monoterpene concentrations and to decreased foliage production, except on drainage class 5, where the treatment increased fir resistance. However, three years after treatment we observed the opposite response. High thinning intensity (40%) positively affected balsam fir and white spruce tolerance to damage and, therefore, tree resistance by increasing foliage production and the amount that remained after budworm feeding. This increased resistance persists for at least 6 years after the treatment was conducted. These results suggest that this silvicultural technique could be used as a preventive control measure to reduce the negative impact of spruce budworm on Quebec's forests.

Les interventions sylvicoles peuvent être un facteur déterminant dans le développement de la régénération des espèces forestières, telles le sapin baumier et l'épinette noire. Leur réaction dépendra toutefois des caractéristiques des semis et du type de coupe effectuée. Notre étude prend en compte quatre types de coupes et examine l’effet de la taille et de la vigueur des semis sur leur réaction de croissance en hauteur et en diamètre. Cinq ans après les interventions, les résultats montrent que le sapin baumier est une espèce qui réagit très bien à l'ouverture de la canopée, alors que l'épinette noire a un processus légèrement plus lent dans les premières années. Les réactions sont en lien direct avec les caractéristiques des semis et l’intensité de la coupe. / Silvicultural interventions can be a determining factor for the development of the regeneration of forest species, such as balsam fir and black spruce. Their reaction will depend however on seedlings characteristics and the type of cutting. Our study takes into account four types of cutting and examines the effect of seedling size and vigor on their growth response in height and diameter. Five years after the interventions, results show that balsam fir responds very well to the opening of the canopy, while black spruce has a slightly slower response in the first years. The responses are in direct link with seedlings characteristics and the intensity of cuttings.

L’Office de l’Efficacité Energétique utilise des méthodes où l’opérateur est très sollicité pour réaliser les modèles 3D de bâtiments nécessaire pour le calcul énergétique. Cependant, les appareils mobiles sont de plus en plus présents sur le marché et pourraient être utilisé pour automatiser cette tâche. Ces appareils possèdent une caméra, et il existe des recherches sur la reconstruction 3D à partir d’images. Ces méthodes permettent d’obtenir un nuage de point et non un maillage devant répondre à certaines caractéristiques afin de pouvoir y réaliser des calculs de volumes. Ce mémoire présente une méthode permettant de réaliser l’acquisition et le traitement qui produit un modèle 3D du bâtiment qui sera utilisé pour les calculs écoénergétiques. Les méthodes de reconstruction 3D ont été passées en revue et ont permis d’imaginer une nouvelle méthode permettant de générer un nuage de points 3D qui sera utilisé pour générer le modèle 3D du bâtiment. / The Office Energy Efficiency use methods to perform 3D model of buildings. But the user is very solicited and he take a lot of time for the 3D reconstruction. The 3D model is using by software for energy calculation. They take some measure to generate an ugly 3D model. Mobile devices are increasingly present on the market at a lower price. These devices contain an integrated camera and there are multiple researches on 3D reconstruction from image. Unfortunately, these methods can generally get a points cloud rather than a mesh that must have some characteristics for accurate volume calculations. The purpose of this paper is to present a series of existing methods or not to perform data acquisition and processing needed to produce a 3D model of a building. The 3D reconstruction methods which we reviewed helped us to designed a new method based on various studies to generate a 3D points cloud. Then an algorithm based on the point cloud processing was performed to generate a 3D model of the building.

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