Le développement de produits du bois transformés ou à valeur ajoutée se présente comme une opportunité importante de tirer profit des ressources naturelles canadiennes et du savoir-faire de l’industrie de transformation des produits du bois. L’utilisation optimale de la ressource forestière en des produits transformés est une avenue s’inscrivant dans le concept de produits du bois à valeur ajoutée. Les lames de plancher d’ingénierie sont un exemple de cette situation. Le produit se compose d’une planchette de surface de grande qualité, d’un substrat et occasionnellement d’une couche de contrebalancement. Pour un composant de bois de 4/4 d’épaisseur destiné à la fabrication de lames de plancher traditionnelles en bois massif, 4 ou 5 planchettes de surface destinées à la fabrication d’autant de lames de plancher d’ingénierie seront produites. De plus, l’usage des bois de faible qualité comme substrat est possible et c’est l’approche qui a été favorisée dans ce travail. Le produit se démarque sur les marchés européen et américain. En 2002 aux États-Unis, ce sont 58 % des revêtements de sol en bois qui étaient des lames de plancher d’ingénierie. En Europe, en 2001, 73 % des revêtements de plancher en bois étaient des planchers d’ingénierie. Ces situations sont issues d’un contexte de croissance du produit depuis les 10 dernières années. Ce projet avait pour objectif général d’augmenter et de préciser la connaissance sur le comportement et les performances des planchers d’ingénierie fabriqués à base de matériaux canadiens et mis en service dans les conditions atmosphériques nord-américaines afin d’améliorer le design de ces planchers. Plus spécifiquement, ce projet avait pour objectifs : de développer des prototypes à base de matériaux canadiens et documenter leur comportement, d’établir les critères de performance des lames de planchers d’ingénierie, d’établir un modèle mécanique du comportement des parquets d’ingénierie et de définir les paramètres de design responsables de la bonne performance des parquets d’ingénierie à l’aide de différentes modélisations et de validations expérimentales. Dans un premier temps, des prototypes ont été réalisés et testés en chambres climatisées. À cette étape du projet, l’acquisition de connaissances sur le sujet était prioritaire. Incidemment, un critère de performance fut établi de même qu’une méthodologie pour faire la comparaison de la performance de différentes constructions de lames de plancher d’ingénierie. Le matériau utilisé comme substrat a eu un impact important sur la performance observée. L’utilisation d’une couche de contrebalancement a aussi eu un impact notable. Dans un second temps, l’approche de modélisation par la méthode des éléments finis fut utilisée pour obtenir des prédictions du comportement des lames de plancher d’ingénierie précédemment évaluées en laboratoire. Ainsi, certains paramètres moins bien documentés ont été modulés afin d’observer leur impact sur le modèle. Ensuite, les résultats expérimentaux de la construction faite de 4 mm d’épaisseur de couche de surface en érable à sucre, de 8 mm d’épaisseur de substrat en bouleau blanc et de 2 mm d’épaisseur de couche de contrebalancement en bouleau jaune ont été reproduits avec succès. Enfin, le modèle fut utilisé pour une étude de la géométrie et des espèces utilisées dans le substrat. Il est apparu que la nature du substrat est importante. Plus les propriétés mécaniques du matériau augmentent, moins importante est la déformation de tirant à cœur, le principal critère de performance. L’épaisseur du substrat est apparue également comme un levier important afin de contrôler la déformation dans les lames de plancher d’ingénierie.

L’écorce est une matière non-désirable pour les industriels forestiers. Ils doivent s’en départir soit par enfouissement ou par incinération et ces activités sont néfastes pour la qualité des sols et de l’air. Par conséquent, il est important de favoriser toute alternative d’utilisation de l’écorce. L’hypothèse de recherche sur laquelle se base ce projet est qu’il est possible de fabriquer des panneaux de particules faits à base d’écorce de peuplier faux-tremble (Populus tremuloides) se conformant aux normes de performance de l’American National Standards Institute (ANSI). Pour ce faire, une expérience factorielle a été mise sur pied en vue d’étudier l’effet de trois facteurs soient la masse volumique (600, 800 et 1000 kg/m³), la teneur en liant dans les couches couvrantes (6, 9 et 12 %) ainsi que le type de liant (urée-formaldéhyde et phénol-formaldéhyde) utilisé sur les propriétés physico-mécaniques des panneaux d’écorce. Chacune des combinaisons de facteurs fut répétée trois fois. Cela donnera un total de 54 panneaux de 560 X 460 X 8 mm à analyser. Cependant, les panneaux de 1000 kg/m3 avec le liant phénol-formaldéhyde n’ont pu être fabriqués dû à un problème récurrent de délamination. Les normes pour le module d’élasticité, la cohésion interne, la dilatation linéaire et la dureté ont été atteintes pour certaines combinaisons de facteurs mentionnées ci-haut. Le module de rupture et le gonflement ont été les propriétés critiques de l’étude. Les panneaux les plus performants ont été fabriqués avec le liant phénol-formaldéhyde, une masse volumique de 800 kg/m3 et une teneur en liant de 12 % dans les couches couvrantes. La comparaison des résultats obtenus pour les panneaux fabriqués avec le liant urée-formaldéhyde (UF) et le liant phénol-formaldéhyde (PF) permet de dire que les moyennes obtenues pour le module d’élasticité, le module de rupture et la cohésion interne sont plus élevées avec le liant PF. De plus, il est possible de remarquer que la moyenne obtenue pour la dureté est plus élevée avec le liant UF de même que le gonflement diminue avec le liant UF. Enfin, en ce qui concerne la dilatation linéaire, l’utilisation du liant PF ou UF n’a pas eu d’impact significatif sur les résultats. / The bark is a not-desirable matter for the forest industry. The methods used to bury or burn bark are harmful to soil and air. Consequently, it’s important to look any alternative utilization of bark. The hypothesis on which this project is based is that is possible to manufacture particleboards from trembling aspen (Populus tremuloides) bark while meeting the performance standards of the American National Standard Institute (ANSI). A factorial design was set-up to analyze the effect of three factors : panel density (600, 800 and 1000 kg/m³), resin content in the surface layer (6, 9 and 12 %) and type of binder (urea-formaldehyde and phenol-formaldehyde) on the physical and mechanical properties of the panels. Each combination of factors was repeated three times. This gave a total of 54 panels of 560 X 460 X 8 mm for the analyzis. Panels of a density of 1000 kg/m3 made with phenol-formaldehyde resin were finally not manufactured due to a recurrent problem of delamination. The standards for modulus of elasticity, internal bond strength, linear expansion and hardness were met for certain combinations of the above mentioned factors. The modulus of rupture and thickness swelling were the critical properties of this study. The best panels were manufactured with phenol-formaldehhyde resin at a density of 800 kg/m3 and a resin content of 12 % in the surface layers. The comparison of the results obtained for the panels made with urea-formaldehyde (UF) and phenol-formaldehyde (PF) shows that the average values obtained for modulus of elasticity, modulus of rupture and internal bond strentgh are higher for PF resin, the average values obtained for hardness is higher for UF resin ; thickness swelling decreased for UF resin ; and the utilization of PF or UF resin does not have a significant impact on the linear expansion.

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Les aires protégées ont pour but la protection de la nature. Au cours des dernières décennies, certaines stratégies de conservation ont été élaborées afin d’aider l’atteinte de cet objectif, comme l’intégrité écologique, l’aménagement écosystémique, la connectivité, les zones tampons, ou la protection de la mégafaune charismatique. L’ours noir représente un bon modèle pour évaluer l’efficacité de ces stratégies de conservation puisque plusieurs facteurs sont susceptibles d’influencer la démographie de cette espèce, comme la chasse et le piégeage, la perte d’habitat et l’exploitation forestière. La question centrale qui justifie ma thèse est donc la suivante: « Est-ce qu’une aire protégée comme le parc national de la Mauricie peut maintenir l’intégrité écologique d’un grand mammifère comme l’ours noir? ». J’ai utilisé les données du suivi à long terme (1990-2005) de la population d’ours noirs du parc national de la Mauricie. Dans le premier chapitre, j’ai évalué l’influence de la chasse et du piégeage périphériques, de même que l’abattage illégal et le contrôle des animaux nuisibles sur la survie des ours. Les principaux résultats indiquent que les mortalités d’origine anthropique occupent une place importante dans cette population d’ours. J’ai donc entrepris, dans le deuxième chapitre, une analyse de viabilité de cette population. Les taux de croissance démographique estimés à l’aide des données de survie et de reproduction montrent que le nombre de femelles dans la population est relativement stable, mais que le nombre de mâles serait en déclin si la population était isolée. Dans le troisième chapitre, je souligne l’importance de tenir compte de l’erreur d’échantillonnage dans les analyses de viabilité. Finalement, dans le quatrième chapitre, j’ai déterminé l’étendue du grand écosystème pour la gestion de l’ours au parc national de la Mauricie, à partir de l’étude des déplacements des individus. Les différents résultats de cette thèse montrent l’importance du territoire situé à l’extérieur d’une aire protégée. À mon avis, il ne sera pas possible de protéger l’intégrité à long terme d’une population d’ours dans un parc de la taille de celui étudié tant que des objectifs de conservation ne seront pas intégrés dans un plan de gestion d’ensemble du grand écosystème. / Nature conservancy is the main goal of wilderness protected areas. Some conservation strategies, focused on concepts such as ecological integrity, ecosystem management, connectivity, buffer zones, or charismatic megafauna protection have been elaborated in the recent years to reach this goal. The American black bear is a good model to evaluate the efficiency of these conservation strategies since many factors can affect the demography of this species, such as hunting and trapping, habitat loss, and forest exploitation. The central question of my thesis is then the following: “Can a protected area such as La Mauricie National Park of Canada be able to maintain ecological integrity of a large mammal such as the American black bear?”. I used data from the long-term (1990-2005) monitoring of the black bear population in La Mauricie National Park of Canada. In the first chapter, I evaluated the influence of hunting and trapping in the periphery of the park, as well as the influence of poaching and nuisance kills on the survival of bears. Main results indicated that human-caused mortalities have a significant effect on this bear population. In the second chapter, I undertook a population viability analysis. The growth rates estimated with survival and reproduction data indicated that the number of females appears stable in the population, but that the number of males would decline if the population became isolated. In the third chapter, I emphasized the importance of accounting for sampling error in population viability analysis. Finally, in the fourth chapter, I determined the size of the greater ecosystem of La Mauricie National Park of Canada, based on the study of the movements of bears. The results of this thesis show the importance of the territory located outside of a protected area. In my opinion, we will not be able to achieve the long-term protection of the integrity of a bear population in a park of the size of La Mauricie National Park of Canada as long as conservation objectives, supported by the establishment of buffer zones around protected areas, are not integrated in a large-scale greater ecosystem management plan.

Les territoires forestiers canadiens sont d’une grande importance pour l’industrie forestière, l’économie nationale et les Premières Nations, leurs occupants traditionnels. Au cours des vingt-cinq dernières années, les Premières Nations ont pris une part grandissante à la gestion forestière par le biais des partenariats, des batailles juridiques et des ententes négociées. L’affirmation des droits aborigènes est une tendance mondiale, entraînant des avantages et des défis pour les gouvernements et l’industrie. Suivant cette tendance, les Atikamekw du Québec créent des liens avec les compagnies forestières et planifient un partenariat pour construire une scierie. Cependant, l’industrie et les peuples indigènes comprennent et utilisent certainement de façon différente les forêts. Cette étude de cas explore les paradigmes forestiers propres aux Atikamekw et à l’industrie forestière : leurs systèmes de valeurs, de connaissances et de pratiques qui dirigent leur compréhension et leur utilisation des territoires forestiers. Des méthodes de recherche en sciences sociales ont été utilisées pour cinq sous-études complémentaires : le développement historique de l’utilisation et de la gestion du territoire; la collaboration industrie – Atikamekw; l’occupation contemporaine Atikamekw du territoire; les processus de consultation entre les groupes; et les entrevues avec des membres de chaque groupe. Je propose un cadre analytique afin de décrire chaque paradigme, d’examiner les différences entre les groupes, et de considérer des pistes de rapprochement. Le paradigme industriel et le régime forestier québécois sont fondés sur l’aménagement scientifique de la forêt, principalement pour la production soutenue de matière ligneuse. Par contre, les Atikamekw sont engagés avec notcimik, leur territoire, lié avec leurs connaissances, leurs valeurs et tipahiskan, leur propre système de gestion. Les projets telle que la scierie peuvent répondre aux intérêts spécifiques de chaque groupe. Cependant, le régime forestier restreint la participation Atikamekw ainsi que la capacité des industriels à modifier leurs pratiques. La reconnaissance de différents paradigmes n’exige pas qu’un groupe adopte les croyances de l’autre, ni que les groupes s’entendent sur une seule représentation. Néanmoins, la coexistence souligne le besoin de développer des pratiques et des systèmes de gestion novateurs qui pourraient répondre aux valeurs, aux connaissances et aux compréhensions des différents groupes. / Canada’s forestlands are of great importance for the forest industry, the national economy, and for First Nations, the traditional occupants of these lands. During the last twenty-five years, First Nations have become increasingly involved in forestland management through business ventures, legal proceedings and negotiated agreements. This is an international trend as indigenous peoples assert customary rights to forestlands, and as governments and industry recognize potential benefits of collaboration. Within this trend, the Atikamekw of central Québec are building closer links with forestry companies and planning a joint venture to construct a sawmill. But forest industries and indigenous peoples may have quite different ways of understanding and using forestlands. This case study explores the different forestry paradigms held by the Atikamekw and the forest industry; their systems of values, knowledge and techniques that direct their understanding and use of forestlands. Research techniques from the social sciences were used for five complementary sub-studies: the historical development of forestlands use and management; recent Atikamekw-industry collaboration in forestry; contemporary occupation of forestlands by the Atikamekw; consultation processes between industry and Atikamekw; and interviews with members of each group. I propose an analytical framework to describe each paradigm, examine the differences between the groups, and consider ways of bridging these differences. The forest industry paradigm and Québec’s forestry regime are based on the scientific management of forests, primarily to provide sustainable supplies of wood fibre. In contrast, Atikamekw are engaged with notcimik, forestlands, through their knowledge, values and tipahiskan, their traditional approach to management. Projects such as the sawmill joint venture can respond to particular interests of both groups. However, the forestry regime constrains both Atikamekw participation in management of forestlands and industry capacity to adjust practices to Atikamekw interests. Recognizing different paradigms does not require that one group accepts the beliefs of the other, or that they develop a single common understanding. Rather coexistence emphasizes the need to develop innovative practices and management systems that can respond to values, knowledge and understandings of different groups.

Le stress hydro-thermique a été évalué pour la région du sud du Québec à l’aide des images SPOT VEGETATION (VGT) et NOAA AVHRR, pour deux saisons de croissance (1999 et 2000). Pour extraire la température de surface à l’aide des images AVHRR, l’algorithme ‘split-window’ (Coll et al., 1994b) a été choisi suite à la comparaison avec six algorithmes connus. Les réseaux de neurones artificiels ont été entraînés pour la détection des nuages sur les données quotidiennes synthèses (S1) et les données P. Cette analyse montre que les réseaux identifient les nuages avec plus de précision que le masque standard fourni avec les données. Les réseaux détectent non seulement les nuages épais et brillants, mais également les nuages minces et peu brillants. Comme autre application, les réseaux ont été employés pour estimer la température de l'air. Les variables d’entrées pour les réseaux étaient les cinq bandes de l'image AVHRR, l'altitude de surface, l'angle de zénith solaire, et le jour julien. Le réseau utilisant toutes les données d’entrée a fourni les meilleurs résultats, avec 22 noeuds dans la couche cachée. Le ‘normalized difference vegetation index’ (NDVI) et le ‘normalized difference water index’ (NDWI) sont déduits de SPOT VGT pour évaluer l’état hydrique végétal et la température de surface a été obtenu des images AVHRR pour l’état thermique. Ces deux indices de végétation forment un nouvel indice d’humidité normalisée (NMI) qui s’est révélé inversement corrélé à la température de surface. Un trapèze, exploitant les valeurs de la température de surface et du NMI, permet d’identifier le statut hydro-thermique du couvert végétal. Ces résultats sont validés par une comparaison avec les indices forêt-météo de la méthode canadienne. / The thermal-water stress of the vegetation canopy was evaluated for southern region Québec from SPOT VEGETATION (VGT) and NOAA AVHRR images, and for the 1999 and 2000 reproduction seasons. To retrieve surface temperatures from AVHRR images, the algorithm of Coll et al. (1994b) was found to be the optimal method for our study area by comparing six algorithms. Artificial Neural Networks (ANNs) were trained for cloud detection on daily synthesis (S1) and P data of the SPOT VGT system. The analysis demonstrated the superior classification of the network over the standard cloud masks provided with the data. The network detected not only bright thick clouds but also thin or darker clouds. As another application study, ANNs were employed for estimating air temperatures. The input variables for the networks were the five bands of the AVHRR image, surface altitude, the solar zenith angle, and Julian day. The network using all the input data provided the best results, with 22 nodes in the hidden layer. The Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) and the Normalized Difference Water Index (NDWI) were derived from SPOT VGT for evaluating vegetation water status and surface temperature was retrieved from AVHRR for the thermal status. The two vegetation indices were integrated for evaluating the vegetation condition and water status as a new index, namely the Normalized Moisture Index (NMI). A trapezoid was defined by the NMI and by surface temperature and the thermal-water status of the vegetation canopy was determined according to the four sectors of the trapezoid. The thermal-water status was validated by comparing it with the indices of the Canadian Forest Fire Weather Index System.

Inscrit au Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures

Les considérations environnementales occupent une place croissante dans l’opinion publique ainsi que dans les politiques nationales et internationales. Le cas de la rivière en est un exemple particulièrement frappant : au centre d’enjeux multiples et pour certains hautement stratégiques (énergie, irrigation), elle est le théâtre d’un conflit d’usages donnant lieu à l’établissement de compromis particulièrement fins pour la gestion de la ressource. Dans les approches les plus courantes, la description de l’état et du fonctionnement d’un hydrosystème tel que celui de la rivière est effectuée par la mesure de variables physiques ou la mise en relation des variables d’intérêt avec les paramètres physiques quantifiables caractérisant le milieu (modèles hydrauliques, modèles hydrobiologiques). L’objectif de ce travail est donc de proposer une réponse à la question de la mesure de la géométrie de la rivière par télédétection. On s’attache tout d’abord à décrire le contexte particulier de la rivière mentionné plus haut puis à effectuer un état de l’art faisant ressortir une lacune pour la restitution du relief immergé par stéréo à travers l’eau avec des moyens légers. On propose ensuite une méthode complète d’acquisition d’images et de traitements permettant d’estimer le relief immergé de rivière. Le travail effectué repose sur la mise en oeuvre de moyens technologiques légers permettant une grande flexibilité pour l’acquisition des données. On se base sur les méthodes de stéréorestitution du relief, pour lesquelles on propose une adaptation au contexte spécifique de la photogrammétrie à travers l’eau. Enfin, on met en place des méthodes de correction des mesures brutes intégrant des contraintes a priori (cohérence hydraulique ; cohérence spatiale) pour la correction de l’effet de réfraction. L’application de la méthode développée en conditions opérationnelles sur une rivière peu profonde à fond de galets montre que la mesure du relief immergé par stéréophotogrammétrie est possible, et permet une représentation de la topographie du lit d’une qualité compatible avec les modèles hydrobiologiques (modèles habitat-poisson). On a ainsi développé, testé, validé et determiné les conditions d’application d’une méthode de mesure de la géométrie de la rivière par télédétection originale et complémentaire des technologies existantes.

Cette étude a été réalisée dans le domaine bioclimatique de la sapinière à bouleau blanc. Trois traitements d’éclaircie précommerciale (EPC) différents, répartis dans cinq blocs, ont été comparés à des stations témoin non éclaircies. Un traitement conventionnel a été effectué selon la norme en vigueur au Québec en 2001 (MRN 2001) et deux traitements alternatifs ont été élaborés en fonction d’objectifs régionaux. Dans chaque bloc, il y a 4 placettes témoins, 4 placettes traitées selon la norme de 2001 et 4 placettes traitées selon une modification à la norme de 2001 (traitement alternatif). Dans les blocs 1 et 2, ce traitement alternatif consiste au maintien de tiges résiduelles, à une distance de moins de 2 m, dans un seul quadrant (un quart de cercle). Dans les blocs 3, 4 et 5, le traitement alternatif consistait à espacer de cinq mètres les feuillus intolérants. Les effets des traitements et de la compétition sur la croissance en hauteur et en diamètre ont été modélisés pour la période de cinq ans suivant la réalisation d’une éclaircie précommerciale. À densité élevée, la compétition intra et interspécifique affecte grandement tous les aspects de la croissance des tiges résineuses, mais à densité faible elle affecte seulement la croissance en diamètre et la grosseur des branches. Les effets de l’EPC sur l’évolution du coefficient de distribution, du diamètre moyen quadratique et de la surface terrière ont également été modélisés. L’EPC affecte négativement les coefficients de distribution résineux et feuillus, mais c’est surtout les feuillus qui sont affectés. Le traitement d’EPC conventionnel favorise l’accroissement des 1 500 plus grosses tiges résineuses à l’hectare, mais ne favorise pas nécessairement l’accroissement en surface terrière. Les compétiteurs feuillus ou résineux, plus petits que la tige dégagée et situés dans un quadrant à une distance inférieure à deux mètres, influencent peu la croissance des tiges résineuses dégagées par éclaircie précommerciale, mais ils affectent négativement le développement des branches. Ceci suggère qu’une EPC dans laquelle quelques compétiteurs plus petits que l’arbre d’avenir sont laissés dans un quadrant de compétition, peut constituer une solution de compromis tant au niveau de la croissance de l’arbre que de la qualité de la tige. / This study was realized in the bioclimatic domain dominated by balsam fir and white birch. Three different treatments of precommercial thinning (PCT), distributed in five blocks, were compared with a control. A conventional treatment was made according to the standards current in Quebec in 2001 and two alternative treatments were elaborated according to the regional objectives. In every block, there are four control plots, four plots treated according to the 2001 MRNF standards of precommercial thinning and four plots treated according to a modification in the standards of 2001. In blocks 1 and 2 the alternate treatment consists in the preservation of residual stems, at a distance of less than 2 m, in a quarter circle. In blocks 3, 4 and 5 the alternate treatment consisted in spacing out to 5 metres the intolerant broad-leaved trees. The effects of treatments and competition on the growth in height and in diameter were modelized for the period of five years following a precommercial thinning. At high density, the intra and interspecific competition affect largely all the aspects of the growth of the coniferous stems, but in low density it affects only the growth in diameter and the thickness of branches. The effects of the PCT on the stem stocking, the average diameter and of the stand basal area were also modelized. The precommercial thinning negatively affects the stocking of broadleaved and coniferous species, but it affects especially the broadleaved trees. The treatment of precommercial thinning improve the increment of the 1 500 largest coniferous stems per hectare, but does not facilitate the increase of stand basal area. The broadleaved or coniferous competitors, shorter than the crop trees, located in a quarter circle within a distance of 2 meters, do not influence the growth of the coniferous stems but they influence negatively the development of branches. This suggests that a precommercial thinning in which some competitors smaller than the studied tree are left as residual stems, could constitute a good alternative method to both tree growth and quality.