Les personnes non voyantes font face à des défis quotidiens au cours de leurs activités de navigation. Afin d’offrir des solutions technologiques pour les aider à surmonter ces défis, il est nécessaire d’élaborer une méthodologie de recherche appropriée qui prend en considération leurs besoins spécifiques. Cette méthodologie nécessite des connaissances multidisciplinaires et une capacité de travailler avec des équipes provenant de différents domaines. Nous entamons cette thèse par un aperçu sur les différentes approches de conception adoptées en ingénierie et en réadaptation. Nous exposerons les principes de l’approche classique d’ingénierie, puis du design participatif, ensuite du design universel et enfin notre nouvelle approche de conception que nous nommons ‘le design cognitif’. Nous mettons en évidence le potentiel de cette nouvelle approche pour fournir des solutions qui répondent aux attentes et aux besoins des personnes non voyantes. Cette approche sert à améliorer la conscience situationnelle chez ces individus pendant leurs activités de navigation dans des zones urbaines. Dans un premier temps, nous avons étudié la nature de la représentation mentale de l’espace chez les personnes non voyantes. Après cela, nous avons modélisé la configuration de cette représentation mentale en nous basant sur les schémas d’image. Ces schémas permettent de capturer de manière claire et significative les différentes relations qui existent entre les éléments de la représentation mentale. Ensuite, nous avons élaboré un modèle conceptuel sémantique de données spatiales utiles pour aider les individus non voyants dans leurs différentes tâches de navigation et de wayfinding. Ces données doivent être structurées de façon hiérarchique afin de garantir une meilleure communication entre l’outil d’assistance et l’utilisateur non voyant. Enfin, nous avons intégré ce modèle sémantique avec la norme ISO 19133:2005 développée pour soutenir les services de suivi et de navigation des clients mobiles. Nous avons aussi utilisé un scénario type de navigation qui illustre l’apport et la contribution du design cognitif pour concevoir des outils d’assistance pour les personnes non voyantes. / Blind people encounter many challenges during their daily activities of navigation. In order to develop technological solutions to assist them, it is necessary to elaborate an appropriate research methodology that take into account the specific needs of people suffering from such a disability. This methodology requires multidisciplinary knowledge and the ability to work with teams with widely different backgrounds. First of all, we propose an overview of different approaches of design adopted in rehabilitation and engineering, beginning with the classical engineering approach, then progressing to participatory design, universal design and a novel approach of design that we call ‘cognitive design’. Then, we highlight the potential of this latter approach in providing solutions that meet the expectations and the needs of disabled people. This approach helps to provide blind people with heightened situation awareness during their navigational activities within urban areas. At the beginning, we investigated the nature of the mental representation of space used by blind persons. We then represented this information using image schemata as these capture in a meaningful way the different features that make up the spatial configuration. Next, we elaborated a semantic model of useful geospatial data which will serve to assist the visually impaired in various tasks of navigation and wayfinding. These data must be hierarchically structured in order to guarantee a better communication between the device and blind users. After that, we integrated this semantic model with basic geographic information useful for tracking and navigation activities, using the ISO 19133:2005 data standard developed for Location-based Services. A typical scenario is used to show the contribution and value of adopting the cognitive design approach to develop an assistive tool for blind pedestrians.

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Le positionnement relatif temporel (PRT) est une méthode de traitement des observations GPS encore peu exploitée. Le PRT fonctionne sous le même principe que le positionnement relatif GPS conventionnel excepté que la différence d’observations s’effectue entre deux époques consécutives recueillies par un même récepteur. Les erreurs qui varient rapidement avec le temps doivent donc être tenues en compte adéquatement, en particulier les erreurs d’orbites et d’horloges des satellites ainsi que l’erreur liée à la perturbation des signaux dans l’ionosphère. La présente étude est une continuation des recherches de la méthode PRT de Michaud [2000] et de Balard [2003] effectuées au Centre de recherche en géomatique (CRG). Son but est d’améliorer la technique PRT et de la rendre accessible en temps réel, ce qui n’avait pas été effectué dans les recherches antérieures. Le défi est donc d’utiliser des corrections suffisamment précises et accessibles en temps réel. La solution expérimentée est l’insertion dans le traitement PRT de certaines des corrections GPS•C, distribuées par le service CDGPS (Canada-Wide Differential GPS Service). La contribution bénéfique de ces corrections sur la précision d’un positionnement PRT est alors démontrée. Dans cette recherche, la précision visée avec la méthode PRT en temps réel est de 30 centimètres (ou mieux) horizontalement pour des intervalles de temps les plus longs possibles. Les résultats obtenus démontrent que pour une période s’étendant jusqu’à 20 minutes cette précision est réalisable en mode PRT en appliquant des corrections GPS•C. / Time Relative Positioning (TRP) is a GPS observation processing method that has not yet been used to its full potential. This processing method operates under the same principle as conventional relative GPS positioning method but rather than combining simultaneous observations taken from two receivers, it uses observations from a single receiver taken at two different epochs. However, the important time varying errors, notably the satellite clock and ephemerides errors, as well as the ionospheric delays, must be taken into account in an appropriate way. This research is a continuation of two previous TRP research works carried out by the Centre for Research in Geomatics (CRG) by Michaud [2000] and Balard [2003]. The purpose of this present research is to improve the TRP method along with the development of the real-time capability, which has not been previously addressed. The challenge is to use accurate corrections available in real-time. The experimental solution is to incorporate (some of the) GPS•C corrections in the TRP processing method. These corrections are broadcasted by the CDGPS service (Canada-Wide Differential GPS Service). The positive impact of these corrections on the accuracy of TRP solutions has been demonstrated. The research objective is to attain, in real-time, a horizontal position accuracy of 30 centimetres or better for the longest possible time intervals. The test results show that for a period of up to 20 minutes, this accuracy is achievable by using GPS•C corrections with the TRP processing method.

La présente recherche a comme objectif d’évaluer l’effet à moyen terme de l’éclaircie précommerciale (EPC) conventionnelle et de deux mesures d’atténuation sur le lièvre d’Amérique et, en complémentarité, les passereaux nicheurs dans la sapinière à bouleau blanc de l’Est. Les mesures d’atténuation qui sont mises à l’essai sont l’éclaircie précommerciale avec protection des valeurs fauniques et l’éclaircie précommerciale avec bandes refuges. Nos résultats démontrent que, 8 à 9 ans après le traitement d’EPC dans notre dispositif expérimental, des différences de structure demeurent entre les peuplements gaulis avec et sans éclaircie précommerciale. Par contre, il semble qu’après un certain temps, ces différences de structure influencent beaucoup moins les populations de lièvre et les passereaux nicheurs. Les variables clés d’habitat pour le lièvre sont très similaires d’un traitement à l’autre. De plus, les habitats des oiseaux nicheurs sont devenus suffisamment semblables pour ne plus percevoir de différences dans le nombre d'espèces et dans les populations. / This research aims to assess the medium-term effect of the conventional precommercial thinning (PCT) and two mitigation measures on the snowshoe hare, and in complement, on nesting passerines in the balsam fir-white birch of Est. Mitigation measures that are tested are the precommercial thinning with protection of wildlife values and precommercial thinning with protection of refuge strips. Our results demonstrate that 8-9 years after PCT treatment into the study area of Lake Onatchiway, important structural differences remain between sapling stands, with and without precommercial thinning. However, it seems that, after a while, these differences in stand structure influence much less the populations of hare and nesting passerines. The key variables of habitat for the hare, i.e. the softwood cover and food availability in winter, are very similar between different treatments. Moreover, the habitats became sufficiently similar not to perceive differences in the number of species and populations of nesting birds.

L’exploitation forestière implique la mise en place d’un dense réseau de routes. Au Canada, 15 000 km de nouvelles routes forestières sont construites annuellement, s’ajoutant ainsi à la fragmentation causée par l’exploitation de 6 100 km2 de forêt par an. De plus, la structure de la végétation proche des routes forestières est souvent différente de celle rencontrée ailleurs, ce qui pourrait influencer les comportements d’approvisionnement de la faune et ses déplacements. Les ouvertures du couvert forestier pourraient par conséquent affecter les patrons de déplacement de la faune, mais cette conséquence est peu documentée. Nous avons évalué le comportement de déplacement de la Martre d'Amérique (Martes americana) en réponse aux lisières forestières créées par les routes et les coupes, à la Forêt Montmorency, forêt d’enseignement et de recherche de 66 km2 localisée au nord de la ville de Québec, Canada. Durant 3 hivers, 84.6 km de pistes de martre ont été suivies à raquettes et géoréférencées par GPS. La répartition des pistes de Martre d’Amérique était indépendante de la proximité des lisières de routes et de coupe. Par contre, les martres avaient tendance à se déplacer de façon parallèle aux lisières, en lien avec l’occurrence plus élevée de ses deux principales proies, l’Écureuil roux (Tamiasciurus hudsonicus) et le Lièvre d’Amérique (Lepus americanus), à proximité des lisières de routes et de coupes. Cette association entre les proies et les lisières était elle-même associée aux changements de végétation à proximité des lisières. En conclusion, des attributs de végétation des lisières pourraient expliquer à la fois le patron de distribution des proies et indirectement, les déplacements des martres. / Large-scale forestry fills boreal landscapes with roads and clearcuts. In Canada alone, 15,000 km of new forestry roads are built annually, adding to habitat fragmentation caused by the logging of 6 100 km2 of forest annually. Furthermore, vegetation near forestry roads often differs from vegetation elsewhere, and may influence animal foraging and other movements. Gaps in the forest cover may therefore affect species distribution patterns, but underlying mechanisms are unknown most of the time. We asked whether and how American marten (Martes americana) respond to forest edges adjoining roads and clearcuts at the Montmorency Research Forest, a 66-km2 area north of Quebec City, Canada. We followed 84.6 km of marten tracks by snowshoe over 3 winters, and recorded their location with high-resolution GPS receivers. The distribution of marten tracks was independent of distance to road or clearcut edges. However, martens tended to move along edges, apparently because of the higher occurrence of prey (squirrels Tamiasciurus hudsonicus and hares Lepus americanus) near clearcut and road edges. High prey abundance near edges was itself associated to vegetation differences close to edges. I conclude that edge effects on vegetation affected prey distribution, which in turn affected marten movements.

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L’influence de la coupe partielle à deux intensités, soit 25% et 40% de réduction de la surface terrière, sur le taux de parasitisme chez l’arpenteuse de la pruche, Lambdina fiscellaria (Guinée), et la tordeuse des bourgeons de l’épinette, Choristoneura fumiferana (Clemens) a été étudiée. Un an après les traitements, le taux de parasitisme chez les chrysalides de l’arpenteuse de la pruche a significativement diminué dans les parcelles à 40% de coupe partielle, alors que l’année suivante, aucune influence significative des traitements n’a été démontrée. Deux ans après les traitements, le taux de parasitisme chez les larves de la tordeuse des bourgeons de l’épinette a significativement diminué suite aux coupes partielles. Cependant, cet effet n’a pas été observé l’année suivante. En outre, la présente étude démontre que l’utilisation de nourriture artificielle pour produire des larves sentinelles de la tordeuse n’influence pas significativement les taux de parasitisme observés sur le terrain. / This study investigates the influence of partial cutting at two intensities, 25% and 40% stand basal area removed, on parasitism of hemlock looper, Lambdina fiscellaria (Guinée), and spruce budworm, Choristoneura fumiferana (Clemens). In plots with 40% partial cutting the parasitism of hemlock looper pupae was significantly reduced one year after treatments but, the treatments did not significantly influence parasitism the following year. Two years after treatments, parasitism of fourth and fifth instar spruce budworm larvae was significantly reduced by partial cutting of both intensities. However, once again, this influence disappeared in the following year. In addition, the present study demonstrates that artificial rearing diet of the spruce budworm does not significantly influence parasitism of exposed larvae in the field.

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

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