In this project, the cycle time concept in supply chain is introduced. Considered as in important metric, the cycle time should be well evaluated and compressed. The cycle time estimation and improvement are the main purpose of this work. To identify time delay problems, the dynamic system's modeling methods are explained. Among the set of methods, the value stream mapping (VSM) will be selected as the diagnostic methodology because of its simplicity, its ease on use and its ability to present simultaneously the material and the information flow. An application of VSM methodology in drying and planing process is realized in sawmill. Many time delay problems are detected mainly maintenance management. An assessment and relevance analysis are then realized. The information availability was the main problem in data collection which directly affects the diagnostic ability to describe the current state. / Dans ce mémoire, le concept de temps de cycle pour les réseaux de création de valeur est introduit. 11 s'agit d'un indicateur de performance particulièrement important dont l'évaluation et la réduction constituent l'objectif principal de ce projet. Les principales méthodes utilisées pour la modélisation des flux de matière et d'information sont examinées. Le but étant d'identifier les sources de gaspillage, l'approche VSM (Value Stream Mapping) pour la cartographie des processus est retenue comme outil principal de diagnostic. Ce choix est, principalement, justifié par sa simplicité, son efficacité et sa capacité de bien analyser le processus. Une application de l'approche VSM pour la cartographie des processus de sciage, de séchage et de rabotage est réalisée chez un partenaire. Plusieurs problèmes ont été détectés dont principalement la maintenance. Finalement, une application critique de l'application est réalisée; montrant la disponibilité de l'information comme une critère essentiel du succès de l'approche.

Thèse ou mémoire avec insertion d'articles. / L'approvisionnement des usines auprès des terres privées du Québec demeure nettement inférieur au potentiel évalué. Des enquêtes ont identifié des facteurs sociodémographiques liés à l'engagement des propriétaires fonciers envers l'aménagement forestier et la récolte du bois. Cependant, les connaissances actuelles ne permettent pas de comprendre clairement l'impact sur cet engagement du contexte biophysique dans lequel se trouve un boisé. Dans ce mémoire, nous utilisons des données de balayage laser aéroporté pour cartographier dans un premier temps les zones récemment soumises à une intervention sylvicole à une échelle régionale dans le sud du Québec, au Canada. En appliquant des modèles de classification par forêt aléatoire calibrés à partir d'interventions sylvicoles connues, une cartographie a été produite à une échelle de 30 m x 30 m. Dans un second temps, nous avons évalué les relations entre la probabilité qu'un boisé ait fait l'objet d'une intervention sylvicole au cours des dix dernières années et le contexte biophysique dans lequel se situe la propriété. Les données reliées au contexte biophysique ont été acquises à partir de la cartographie régionale et des données géospatiales. Les résultats montrent que les interventions sylvicoles sont plus probables lorsque la superficie du lot augmente, que la distance à l'usine ou à la route principale est réduite et que la proportion forestière du lot diminue. Les zones identifiées comme aménagées ont également tendance à être agglomérées à des altitudes plus élevées, sur terrain plat et dominé par un couvert résineux moins dense. Nos résultats suggèrent qu'une connaissance plus fine du contexte biophysique permet de mieux comprendre la dynamique spatiale des forêts privées québécoises. Cela offre à l'aménagiste des nouveaux outils d'aide à la décision ayant un potentiel d'améliorer la gestion de la ressource forestière privée soutenant ainsi la chaîne d'approvisionnement en bois à l'échelle locale et régionale. / Mill supplies within Quebec's private lands remains significantly below the production potential of these forests. Surveys have identified sociodemographic factors related to landowner's commitment to forest management and timber harvesting. However, current knowledge does not provide a clear understanding of the impact on this commitment of the biophysical context in which a woodlot is located. In this paper, we use airborne laser scanning data to first map areas recently subject to silvicultural interventions at a regional scale in the Eastern Townships of Quebec, Canada. By applying Random Forest classification models calibrated from known silvicultural interventions, a mapping was produced at 30 m x 30 m scale. Second, we assessed the relationships between the likelihood of a woodlot having received silvicultural intervention in the last ten years and the biophysical context in which the property is located. Data related to the biophysical context were acquired through regional mapping and geospatial data. The results show that silvicultural interventions are more likely as the size of the lot increased, the distance to the nearest mill or main road decreases, and the forest proportion on the lot decreases. The identified managed areas also tend to be clustered at higher altitudes, on flat terrain, and dominated by parse coniferous cover. Our results suggest that a more detailed understanding of the biophysical context allows for a better comprehension of the spatial dynamics of Quebec's private forests. This provides forest managers with new decision support tools that have the potential to improve the management of private forest resources, thereby supporting the wood supply chain at both local and regional scales.

La planification des approvisionnements représente un grand un défi pour l’industrie forestière, surtout dans le contexte où la forêt naturelle est caractérisée par une grande hétérogénéité de la matière première servant à générer différents produits. Ainsi, l’élaboration de plans pour répondre à la demande des usines devient un problème complexe pour les planificateurs forestiers. La planification automatisée faisant usage d’outils d’optimisation permet de tenir compte de plusieurs facteurs importants pour la planification. Dans la littérature, plusieurs modèles théoriques ont été proposés, mais il semble que très peu de ces modèles soient actuellement utilisés par les entreprises. On suppose que la complexité du problème, l’environnement naturel en constante évolution, de même que l’expertise nécessaire pour utiliser ces modèles limitent leur application dans un contexte industriel. Néanmoins, la mise en œuvre de ces outils pourrait améliorer significativement le bénéfice des entreprises forestières. Les objectifs de l’étude sont (i) évaluer le potentiel d'implantation de l'optimisation mathématique en entreprise, notamment en identifiant les ressources supplémentaires nécessaires à l’adoption d’une telle approche (ii) estimer les bénéfices et avantages d'utiliser l'optimisation mathématique pour soutenir les décisions de planification dans un contexte industriel (iii) analyser l’effet d’une variation dans les informations utilisées pour la confection des plans. Le logiciel d’optimisation LogiLab, développé par le consortium de recherche FORAC, a été utilisé en support à cette étude. L’outil permet de maximiser le profit généré dans la chaîne d’approvisionnement grâce à une allocation optimale de la matière première vers les usines du réseau. Le modèle considère simultanément la récolte, le transport, l’hétérogénéité de la forêt et la performance des usines. Dans ce projet, nous avons adapté LogiLab pour permettre son application dans une étude de cas visant une entreprise de produits forestiers canadienne. Nous avons ensuite analysé les bénéfices générés et évalué le potentiel de mise en œuvre. Pour réaliser le deuxième objectif, nous avons étudié la méthode de planification actuelle de l’entreprise partenaire, pour ensuite la comparer à l’approche d’optimisation utilisée pour générer le plan optimal. Finalement, nous avons ajusté les données d’inventaires de départ en utilisant des données réelles provenant du mesurage pour tester l’effet de la variabilité des informations utilisées dans le développement des plans. L’approche de planification optimisée a permis de générer un bénéfice net plus élevé que la méthode de planification actuelle en entreprise. Cette différence est en partie due à une allocation plus efficace de la matière première aux usines. En ce qui concerne le deuxième objectif, plusieurs avantages ont été identifiés, notamment la réduction du temps nécessaire pour produire un plan. En outre, même si le coût de la mise en œuvre est élevé, ces dépenses supplémentaires sont récupérées en moins de deux ans dus à l’économie de temps associée à la réalisation de la planification. De plus, les gains générés suite à l’utilisation des plans optimisés dépassent largement les coûts initiaux liés à la mise en place du système. / Supply planning is a significant challenge for the forest industry, particularly in natural forests characterized by great heterogeneity. Such forests produce raw material suitable for different final products. Thus, developing plans to match supply with demand becomes a complex problem for forest planners. The automatization of the planning approach using an optimization tool allows many important factors to be taken into consideration during planning. In the literature, several theoretical models have been proposed, but it appears that very few of these are currently used by companies. It is assumed that the complexity of the problem, the ever changing nature of the planning environment, and the expertise required to use these models limit their application in industrial context. Nevertheless, the implementation of such tools could bring significant improvements in profits for the forest companies. The aims of the study are threefold : (i) to evaluate the potential for the implementation of mathematical optimization in companies, in particular by identifying the additional resources needed to adopt such an approach, (ii) to estimate the potential gains associated with utilization of optimization model in formulating wood procurement planning in an industrial case, and (iii) to analyze the effect of variation in the information used could have on the plans. An optimization software (LogiLab) developed by the FORAC research consortium was used. The tool allows to maximize the profit generated on the entire supply chain through optimal allocation of raw materials to mills in the network. The model simultaneously considers both harvesting and transportation cost, the heterogeneity of the forest and mill performances. The planning done now in companies visually focuses on lower transportation distance. We adapted LogiLab to a case study involving a Canadian forest products company, to analyze the generated profits, and assess its potential for implementation. To realize the second objective, we studied the planning method of our Partner Company and compared it to the optimization approach that we used for generating the optimal plan. Finally, we adjusted the baseline inventory data using actual data from the measurement to test the effect of the variability of the information used in developing the plans. A higher net profit was generated when using our planning approach in comparison to the plan prepared by the company. This difference is due, in part, to a more efficient allocation of raw materials to the mills. With regards to the second objective, we found several advantages such as a reduction in the time needed to produce a plan. Moreover, even if the cost of implementation is high they are recovered in less than two years by savings in planning time. The gains generated following the optimized plans exceed by several orders of magnitude the initial costs of the system to be set up.

L'industrie forestière québécoise fait actuellement face à une pénurie de sa main-d'œuvre sylvicole. Il importe alors de mieux saisir la réalité opérationnelle des travaux d'aménagement sylvicole. À cet effet, le traitement de dégagement de la régénération est sous étude depuis 2000 dans le but de comprendre la dynamique de l'effort du travailleur sylvicole dans un contexte de travail à forfait. L'instauration d'un modèle de rémunération à taux variable ($/ha = hr/ha x $/hr) fut recommandée afin de stabiliser l'effort des travailleurs, éviter des excès de fatigue et diminuer les risques d'accident. Toupin (2004) propose un modèle à trois variables pour expliquer la productivité des travailleurs : Productivité (hr/ha) = PO + pi x recouvrement + P2 x densité + [33 x obstacles. La présente étude démontre une façon efficace, simple et économique d'établir une mesure de la variable obstacle de ce modèle. L'hypothèse de recherche suggère la possibilité d'identifier des classes d'obstacles nuisibles aux débroussailleurs à partir d'indices reliés au site forestier à dégager. Des facteurs tels que le procédé de récolte, le type de préparation de terrain, le type écologique et les dépôts de surface fournissent des indices rendant possible l'identification indirecte des difficultés causées par les obstacles du terrain. Une telle approche évite l'exécution d'un inventaire terrain et limite par le fait même les coûts d'application du modèle de productivité. Deux méthodes sont proposées, une méthode par échantillonnage et une méthode par zonage. Celles-ci ont comme objectif commun de permettre l'estimation indirecte de classes de difficulté aux obstacles nuisibles aux travaux de dégagement. L'approche par échantillonnage vérifie la possibilité d'établir, par analyses statistiques, des classes de difficulté en fonction des attributs écologiques et opérationnels caractérisant les sites forestiers à dégager. L'approche dite « par zonage » consiste à établir des zones de difficulté à l'aide de l'information écologique disponible pour le territoire forestier québécois. Les résultats obtenus démontrent qu'il existe une différence significative entre le type de procédé de récolte, le type de dépôt de surface et les quantités d'obstacles observées. L'utilisation de la statistique spatiale du kriegage permit d'effectuer des regroupements de zones écologiques selon différents niveaux de contrainte aux obstacles. / The motor-manual cleaning operations of the Québec forest have been under study since 2000. The results obtained show that it is important to implement a variable piece-rate for this work in order to stabilize the workload of the brushcuters, avoid excess fatigue and reduce the risk of accidents. Toupin (2004) suggests the use of a mathematical model to predict the workers productivity: Effective work time (hr/ha) = PO + pi * vegetation cover + 02 * density + (33 * obstacles The present study proposes a method to include a variable to account for obstacles into this model. The research statement stipulates that it is possible to establish a relation between the number of physical obstacles and the history of the forest site subjected to cleaning. The cutting operations and the ecological and physical characteristics of a clear cut site could therefore provide good indicators of the level of difficulty of a forest site in relation to obstacles. The objective is to assess a difficulty class for the obstacles based on the forest site ecological and operational history. This approach avoids using an intensive and expensive field inventory and, as a result, lowers the cost of applying the model. Two methods are explored in order to establish a classification system for the obstacles. The first method uses statistical analysis to establish a relationship between a numbers of obstacles and the information on the forest site sampled. The second approach uses a geostatistical method to define different zones of difficulty based on the constraints caused by the physical obstacles of a forest site. These two methods allow assigning a difficulty level for forest sites at a low transactional cost. The results show that there is a relationship between the harvesting Systems used for operations, the surface deposit and the number of obstacles. Krigging spatial analysis permits the delimitation of the ground roughness of a region in relation with obstacles.

L'objectif de cette étude était de déterminer si la sensibilité à la structure des forêts observée chez plusieurs espèces de migrateurs Néotropicaux est reliée à leur comportement. Plus spécifiquement, j'ai mesuré la force de la relation entre la sensibilité à la structure des forêts des oiseaux forestiers et deux facteurs comportementaux : la réticence à traverser les milieux ouverts et la tendance à agréger les territoires. Les variations observées entre les espèces ont été mises en relation avec la sensibilité à la structure des forêts de ces mêmes espèces. Je montre que les espèces varient dans leur réticence à traverser les milieux ouverts et dans leur tendance à regrouper leurs territoires. Cependant, les variations entre les espèces ne permettent pas de prédire la sensibilité à la structure des forêts telle que mesurée par la probabilité d'occurrence. Mais la conservation de boisés de grande superficie pourrait servir à maintenir les espèces regroupant leurs territoires.

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

La sapinière à bouleau blanc de l'Est est majoritairement récoltée par des coupes totales, ce qui expose les nouvelles lisières à des vents plus forts qu'auparavant. Pour arriver à minimiser les pertes par chablis, il est nécessaire de les estimer selon les patrons de répartition des coupes agglomérées ou dispersées. La modélisation empirique révèle que la hauteur moyenne du peuplement, la taille et la configuration des coupes, inclus dans l'indice d'exposition de lisière, ont un impact significatif sur l'incidence et la sévérité du chablis. Pour prédire la proportion de chablis, il faut aussi tenir compte de l'âge moyen, de la densité de tiges et du pourcentage de sapin baumier dans le peuplement. Pour évaluer les pertes selon le patron de dispersion des coupes, la variable principale est la longueur de lisières exposées. Ainsi, la stratégie de récolte par petites coupes dispersées permet une sélection plus fine des peuplements de bordure les moins vulnérables, mais cet avantage ne permet pas de contrer l'augmentation de la longueur de lisières exposées pour une même superficie récoltée.

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2006-2007 / Ce mémoire a pour objectif principal de vérifier si les travailleurs choisissant un emploi rémunéré à la performance présentent une plus grande tolérance au risque que la moyenne. Afin de tester cette hypothèse, nous avons élaboré une expérience permettant de quantifier l'aversion au risque à l'aide de loteries. Cette expérience a ensuite été menée auprès d'un échantillon de travailleurs rémunérés exclusivement au rendement. En considérant une aversion relative constante au risque, nous obtenons que 23,5 % des travailleurs de notre échantillon sont risquophiles, ce qui est 3,5 fois supérieur à ce qu'on retrouve dans des échantillons plus homogènes. Notre analyse montre également que cette mesure de l'aversion au risque n'est pas significativement influencée par une augmentation raisonnable des montants des loteries ni par le niveau de richesse des participants. Ces résultats semblent donc démontrer la présence d'un important effet de sélection sur le marché du travail. / This master's thesis has as principal objective to check if the workers choosing a performance-pay position show a greater risk tolerance than the average. To test this hypothesis, we worked out an experiment to quantify risk aversion using lotteries. This experiment was then conducted on a sample of workers in performance-pay positions exclusively. Using a constant relative risk aversion function, we have obtained that 23,5 % of the workers in our sample are risk lovers, which is 3,5 times higher than what was found in more homogeneous samples. Our analysis also shows that this measure of risk aversion is not significantly influenced by a reasonable increase in the amounts of the lotteries nor by the wealth level of the participants. These results seem to show the presence of an important sorting effect in the labour market.

Les difficultés vécus par l'industrie canadienne des produits forestiers dans la dernière décennie l’ont amené vers une transformation importante. L'innovation dans les produits et les processus est encore nécessaire afin de maximiser la valeur économique des ressources forestières. Cette thèse se concentre sur le les systèmes d'approvisionnement en bois de l’industrie forestière qui est responsable de la récolte et de la livraison des matières premières de la forêt vers les usines. Les entreprises les plus compétitives sont celles qui peuvent fournir les bons produits aux bons clients au bon moment. L'agilité du système d'approvisionnement en bois devient ainsi une des caractéristiques nécessaires à la compétitivité. Les objectifs de la thèse sont d'identifier les possibilités d'améliorer l'agilité du système d'approvisionnement en bois, de quantifier les gains potentiels et de proposer un mécanisme dans le but d’anticiper son impact à long terme. L’agilité est la capacité des systèmes d'approvisionnement en bois à répondre rapidement et efficacement à des fluctuations inattendues de la demande. Premièrement, nous identifions les capacités requises par le système d'approvisionnement en bois qui permettent l'agilité; ensuite, nous examinons la littérature portant sur les systèmes d'approvisionnement en bois pour trouver des signes de ces capacités. Suite à cette étape, une opportunité d'améliorer l'agilité des systèmes d'approvisionnement a été identifiée. Celle-ci implique une plus grande flexibilité dans le choix des traitements sylvicoles au niveau opérationnel afin de mieux aligner l'offre avec la demande. Une expérimentation a été menée en utilisant des données industrielles pour quantifier les avantages potentiels associés à l'approche. Dans les scénarios avec flexibilité permise, des profits significativement plus élevés et des taux plus élevés de satisfaction de la demande ont été observés. Ensuite, un système de simulation-optimisation de la planification hiérarchique a été développé pour étudier l'influence de la flexibilité au niveau opérationnel sur l'approvisionnement en bois à long terme. Le système a été mis en œuvre en utilisant les données hypothétiques d'une forêt du domaine public québécois pour un horizon de 100 ans. Le système développé a permis de mesurer les impacts à courts et à long terme des décisions d'approvisionnement. Il devrait permettre de mieux intégrer les pratiques d’aménagements forestiers avec les besoins de la chaîne d’approvisionnement. / The significant downfall experienced by the Canadian forest products industry in the past decade has catalyzed the industry into a process of transformation. A concerted effort to maximize economic value from forest resources through innovation in both products and processes is currently underway. This thesis focuses on process innovation of wood procurement systems (WPS). WPS includes upstream processes and actors in the forest products supply chain, responsible for procuring and delivering raw materials from forests to manufacturing mills. The competitiveness of the industry depends on the agility of WPS to deliver the right product to the right customer at the right time. The specific aims of the thesis are to identify opportunities to improve wood procurement system agility, quantify the potential improvement in performance and propose a mechanism to anticipate its long-term impact. Agility is the ability to respond promptly and effectively to unexpected short-term fluctuation in demand. We first identify the capabilities a WPS needs to possess in order to enable agility; we then review the literature in the WPS domain to search for evidence of these capabilities. An opportunity to improve agility of WPS was then identified. It entailed providing managers with flexibility in the choice of silvicultural treatments at the operational level to permit better alignment of supply with the prevailing demand. An experiment was conducted using industry data to quantify the potential benefits associated with the approach. In scenarios where flexibility was permitted, significantly higher profits and demand fulfillment rates were observed. Next, a simulation-optimization system for hierarchical forest management planning was developed to examine the influence of operational level silvicultural flexibility on long-term wood supply. The system was implemented to a forest management unit in Québec in a rolling planning horizon basis for a 100 year horizon. The system demonstrated a capability to measure short and long-term impacts of supply decisions. It will prove to be a useful tool to better integrate forest management practices and supply chain needs.

La foresterie est une industrie majeure dans plusieurs parties du monde. Elle dépend de l’inventaire forestier, qui consiste en la mesure des attributs des arbres. Dans ce mémoire, nous proposons l’utilisation de la cartographie 3D, basée sur l’algorithme itervative closest point, pour automatiquement mesurer des diamètres d’arbres à partir d’observations d’un robot mobile. Bien que des études précédentes démontraient le potentiel d’une telle technologie, elles présentaient des lacunes en terme de rigueur d’analyse et ne fonctionnaient pas dans des environnements forestiers difficiles. Nous avons validé plusieurs méthodes pour l’estimation de diamètre, dont deux nouvelles, avec un jeu de données nouveau et varié comportant quatre sites forestiers, 11 trajectoires de robot totalisant 1458 observations d’arbre et 1.4 hectares de forêt. De plus, nous faisons des recommendations sur le déploiement de robots mobiles dans un contexte forestier. Nous concluons que notre méthode de cartographie est utilisable dans le contexte de l’inventaire forestier automatisé, avec notre meilleure méthode donnant une erreur quadratique de 3:45 cm pour notre jeu de données en entier et 2:04 cm dans des conditions idéales, c’est-à-dire une forêt mature et espacée. / Forestry is a major industry in many parts of the world. It relies on forest inventory, which consists of measuring tree attributes. In this thesis, we propose the use of 3D mapping, based on the iterative closest point algorithm, to automatically measure tree diameters in forests from mobile robot observations. While previous studies showed the potential for such technology, they lacked a rigorous analysis of diameter estimation methods in challenging forest environments. Here, we validated multiple diameter estimation methods, including two novel ones, in a new varied dataset of four different forest sites, 11 trajectories, totalling 1458 tree observations and 1.4 hectares. We provide recommendations for the deployment of mobile robots in a forestry context. We conclude that our mapping method is usable in the context of automated forest inventory, with our best method yielding a root mean square error of 3:45 cm for our whole dataset, and 2:04 cm in ideal conditions consisting of mature forest with well spaced trees.