Dissertations / Theses on the topic 'SD 121 UL 2007 L445'

L’objectif principal de cette étude est l’évaluation des systèmes de connexions pour les murs préfabriqués à ossature légère en bois, en vue de leur amélioration future. Les critères de performance considérés sont la résistance et la conformité aux exigences des codes du bâtiment Nord Américains pour les zones de grands vents et de séismes. Les systèmes de connexion évalués ont été choisis pour leur facilité d’installation et leur disponibilité à faible coût. Trois configurations de connexion pour joindre des segments de murs préfabriqués furent étudiées. Neuf tests de flexion et dix-huit tests statiques et cycliques de cisaillement des murs à l’échelle réelle furent réalisés. Les résultats des tests de flexion démontrèrent que la configuration de connexion utilisée pour connecter les segments de murs n’a pas d’influence importante sur la performance des murs assemblés. D’un autre côté, la fixation des murs à la fondation à l’aide des boulons permet d’atteindre plus de résistance et de rigidité. En moyenne, les murs assemblés résistèrent à des pressions équivalentes à 4.3 kPa, correspondant à une vitesse de vent de 232 km/h. Les résultats des tests de cisaillement indiquèrent que la configuration de connexion entre segments n’a pas d’influence significative sur la performance des murs assemblés. Par contre, les murs ancrés montrèrent le double de résistance par rapport aux murs non-ancrés. Ces derniers résultats furent comparés avec les résistances requises par la norme CSA-086. Les calculs indiquèrent que les valeurs expérimentales étaient en accord avec les exigences de la norme sauf pour la résistance maximale d’un mur non-ancré soumis au chargement statique. La modélisation numérique fut utilisée pour prédire la performance des murs sous conditions de charge de cisaillement dans le plan et en flexion perpendiculaire au plan du mur. Des essais auxiliaires sur des assemblages cloués et vissés fournirent les données d’entrée. Les modèles montrèrent des prédictions satisfaisantes pour l’identification des zones de rupture et pour le comportement non-linéaire des murs préfabriqués. L’information compilée permet de réaliser des analyses quantitatives des murs conventionnels et d’ingénierie. Cette information devrait être utile pour le développement des méthodologies de design pour les systèmes résistant aux forces latérales des maisons préfabriquées.
The objective of this research was the evaluation of connection systems for prefabricated light-frame wall-panels for potential improvement. The performance criteria were the resistance and compliance with North-American building codes for high-wind and seismic zones. The studied connection systems were chosen according to their ease of installation, low cost and availability. Three inter-segment connection configurations joining prefabricated wall segments were studied. Nine out-of-plane bending tests and eighteen static and cyclic racking tests were conducted on full-size walls. Results of bending tests indicate that the type of inter-segment connection did not influence the behaviour of the assembled walls. However, the attachment to the foundation with bolts allowed for reaching higher capacity and stiffness. On average, the assembled walls resisted pressures equal to 4.3 kPa, which corresponds to 232 km/h wind-speed. The racking tests results indicated that the configuration of inter-segment connection did not have a significant influence on the performance of wall assemblies. The walls with hold-down anchors showed a double resistance in comparison with walls without hold-downs. Shear capacities of tested walls were in close agreement with the design values specified in CSA-086 for shear walls except for one monotonic test of a non-anchored specimen. Finite element models were used to study the behaviour of walls assemblies subjected to in plane racking and out-of-plane bending loads. Auxiliary tests on nailed and screw connections provided input data for the model. Modeling results showed satisfactory predictions for identifying the failure zones and describing non-linear behaviour of prefabricated walls. The collected information contributes to a quantitative analysis of conventional and engineered light-frame walls. This information is crucial for the development of design methodologies for lateral load resisting systems of prefabricated houses.

Le positionnement ponctuel de précision (PPP) par satellites GPS requiert encore une longue période d’observations pour atteindre une précision centimétrique, car la résolution des ambiguïtés de phase en mode absolu est contrainte par la présence d’erreurs non modélisées et de biais de phase au récepteur et aux satellites. Afin de mieux comprendre le contexte lié à la résolution des ambiguïtés de phase dans le PPP, un bilan d’erreurs affectant les observations de phase a d’abord été effectué pour évaluer les possibilités de fixer les ambiguïtés à l’entier adéquat. Puis, une approche utilisant un simulateur de signaux GPS a été proposée pour le calibrage des biais de phase d’un récepteur GPS, mais les biais estimés subissent, entre autres, l’influence des biais de code non modélisés et des effets thermiques du récepteur. Finalement, des modifications ont été apportées à la méthodologie actuelle du calibrage des biais de phase des satellites afin d’améliorer la cohérence des biais estimés avec le mod`ele fonctionnel du PPP. Des erreurs non modélisées se propagent toutefois dans les résultats obtenus et, à cet effet, des pistes d’améliorations sont suggérées. Le calibrage des biais de phase est certainement un élément essentiel à l’obtention instantanée d’une précision centimétrique en mode absolu.
GPS Precise Point Positioning (PPP) still requires long observation sessions in order to achieve cm-level accuracy because ambiguity resolution in point positioning is affected by unmodeled errors and by the presence of receiver and satellite phase biases. In order to gain a better understanding of ambiguity resolution in PPP, an error budget has been made to assess the possibilities of accurate ambiguity fixing. Then, an approach using a GPS simulator has been proposed to calibrate receiver phase biases, and the results show evidence of unmodeled code biases and thermal effects in the receiver. Finally, modifications to the actual calibration methods of satellite phase biases have been suggested to improve compatibility with PPP’s functional model. Residual errors still affect the estimated values and suggestions are made to improve the proposed methodology. The calibration of phase biases is an important issue in achieving instantaneous cm-level point positioning.
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L'étude du processus actuel d'acquisition, de gestion et d'analyse des données, en particulier de la donnée géospatiale, sur un chantier de fouille archéologique, met en évidence des lacunes importantes : imprécision, lenteur, redondance, etc. Le SIG apparaît pour beaucoup comme une solution utile et pertinente. Pourtant, si les SIG soulèvent l'enthousiasme de la communauté archéo-informatique, les archéologues de terrain se montrent quant à eux beaucoup plus prudents, voir réticents, à l'idée d'introduire ces technologies sur les chantiers. Ce constat est à la base du questionnement général de cette recherche. Il relance la discussion sur la manière d'introduire efficacement les savoir-faire géomatiques au sein d'une organisation, ici plus spécifiquement au sein d'un chantier de fouille archéologique. L'objectif de cette recherche consiste à montrer que la conception et le développement participatif d'une solution logicielle géomatique nomade peut soutenir efficacement la géomatisation ± acceptée ¿ du processus d'acquisition des données lors de la fouille. Un prototype logiciel, baptisé Arch-Tablet, a ainsi été conçu et développé suivant une démarche participative centrée sur l'utilisateur. Il a ensuite été testé auprès des archéologues de Parcs Canada, en charge de la fouille du site de l'ancien château de St-Louis, situé sous les planches de la terrasse Dufferin, à Québec. Ces derniers ont accepté de s'investir comme partenaires du projet Archéogéomatique en général et de cette recherche en particulier, en nous accordant un droit de visite sur leur chantier et en nous consacrant, à la demande, un peu de leur temps. Des tests ont été menés sur le terrain dans un premier temps, puis en laboratoire dans un second temps. Les résultats obtenus démontrent, d'un point de vue technologique, que la solution répond efficacement aux différentes faiblesses qui avaient été préalablement identifiées au niveau du processus actuel d'acquisition des données. Par ailleurs, d'un point de vue méthodologique, les commentaires recueillis auprès des archéologues démontrent clairement que la solution a été bien acceptée sur le plan humain. L'alternative proposée par cette recherche s'avère donc prometteuse.

Le développement des peuplements dans différentes conditions écologiques de la pessière noire et la hiérarchie des arbres selon divers étages dans un peuplement (dominant, codominant ou dominé) influencent autant la forme que l’accroissement des tiges en diamètre et en hauteur. Les caractéristiques des tiges influent directement sur le volume et la qualité des produits du sciage. Les objectifs de cette recherche consistaient donc à évaluer la qualité des tiges et le rendement en sciage selon les conditions spécifiques de croissance des peuplements et des arbres. Il s’agissait aussi de construire un modèle raffiné qui décrit avec précision les relations entre la densité du peuplement, les conditions de croissance des arbres, leur accroissement sur différentes stations, les propriétés mécaniques du bois ainsi que la qualité et la valeur des produits. Des arbres (180) prélevés dans deux peuplements naturels (1) Alno rugosae - Piceetum marianae qui constitue un site riche, IQS ≈ 11 m à 50 ans (secteur Tembec) et (2) Ledo groenlandici - Piceetum marianae qui est qualifié de site pauvre, IQS ≈ 6 m à 50 ans (secteur Norbord) présentant différentes caractéristiques (âge, diamètre, position des tiges) ont été étudiés. La proportion et la fréquence des défauts tels que les courbures et le défilement ont été évaluées sur les troncs entiers. Les propriétés mécaniques du bois (MOE et MOR) ainsi que les défauts avant et après le séchage ont été déterminés directement sur chacun des sciages obtenus (1500). L’espace vital dont dispose chaque arbre pour croître a été quantifié grâce à un indice proposé. Cet indice de compétition (IC), permet de mettre en évidence la compétition que subit un arbre et de rendre possible les comparaisons avec les caractéristiques du bois. Les analyses statistiques ont en effet démontré que l’IC devient la principale variable pour expliquer les caractéristiques des arbres, le volume de bois récolté et la valeur des produits. Il s’agit donc d’élaborer un système cohérent de relations et d’équations qui traduit adéquatement la productivité en fonction de ces diverses propriétés. Cette recherche contribue aux domaines de l’aménagement des forêts et de la technologie du bois. Les résultats obtenus indiquent que les propriétés mécaniques du bois récolté dans le secteur Norbord sont nettement supérieures à celles du bois du secteur Tembec. Le MOE moyen pour toutes les pièces de sciage du secteur de Norbord atteint 13,4 GPa contre 11,2 GPa pour le bois provenant du secteur Tembec. De même, le MOR est évalué à 64,3 MPa et à 48,7 MPa respectivement pour les secteurs Norbord et Tembec. Toutefois, le volume total des produits dans le secteur Tembec se trouve à être 3,5 fois plus élevé que dans le secteur Norbord : 43,0 m3/ha (18,2 Mpmp/ha) pour Norbord et 150,5 m3/ha (63,8 Mpmp/ha) pour Tembec. En conséquence, la valeur totale par hectare ($/ha) des bois récoltés sur le territoire de Tembec (16 012 $) représente trois fois la valeur du bois de l’autre secteur (5 514 $) même si le prix par unité de volume est plus avantageux pour le bois de Norbord.
The development of black spruce stands under various ecological conditions and the hierarchy of the trees according to various heigths in a stand (dominant (over story) or dominated (under story)) influence the stem form and increment (growth rate). Stems characteristics influence directly the volume and the quality of the products. Therefore, the objectives of this research were: (1) to evaluate the quality of the stems and the yield in sawing according to specific conditions of growth of the stands and the trees; (2) to build a suitable model which describes the relationships among stand density, trees growth conditions, trees growth on various sites, mechanical properties as well as wood quality and value. Trees (180) taken in two natural stands (1) Alno rugosae – Piceetum marianae which constitute a rich site, SI ≈ 11 m at 50 years (Tembec site) and (2) Ledo groenlandici – Piceetum marianae which is described as poor site, SI ≈ 6 m at 50 years (Norbord site) showing various characteristics (age, diameter, stem position) were studied. The proportion and frequency of the defects such as curves and taper were evaluated on the entire bole. Wood mechanical properties (MOE and MOR) and defects before and after drying were directly determined for each piece of lumber (1500). The space available to each tree to grow was quantified with a new index. The index of competition (IC), characterizes the competition a tree undergoes and enables comparisons with wood characteristics. The statistical analyses indeed showed thad the IC become the principal variable to explain the characteristics of the trees, the volume of harvested wood and the value fo the products. Thus, the methodology consisted to elaborate a coherent system of equations which adequately reflects the productivity according to these various properties. This research contributes both to the fields of forest management and wood technology. The results obtained indicate that the mechanical properties of the lumber obtained in the Norbord site are definitely higher compared to lumber obtained from the Tembec site. The average MOE for lumber of the Norbord site reaches 13,4 GPa compared to 11,2 GPa for wood coming from the Tembec site. Thus, the MOR is estimated to 64,3 MPa and 48,7 MPa respectively for the Norbord and Tembec sites. However, the total volume of the products in the Tembec site is 3,5 times higher than in the Norbord site : 43,0 m3/ha (18,2 Mpmp/ha) for Norbord and 150,5 m3/ha (63,8 Mpmp/ha) for Tembec. Consequently, the total value per hectare ($/ha) of wood collected on the territory of Tembec (16 012 $) represents threefold the value of the lumber of the other site (5 514 $) even if the price per unit volume is more advantageous for the lumber of Norbord.

Dans le domaine forestier, la gestion des ressources naturelles se base sur les données recueillies lors des inventaires portant sur la représentation spatiale d’un même territoire à différentes époques. Au fil des inventaires, l’évolution naturelle, les interventions humaines, l’évolution des modes d’acquisition, des spécifications et des normes forestières créent une hétérogénéité spatiale et sémantique entre les différentes bases de données. Dans un processus décisionnel, ces données et spécifications sont structurées d’une façon multidimensionnelle dans des cubes de données géospatiales. Par conséquent, la structure multidimensionnelle est également amenée à évoluer, ce qui affecte la réponse aux requêtes spatiotemporelles. Dans le domaine forestier, la problématique de l’évolution de structure se traduit par l’impossibilité d’effectuer des analyses spatiotemporelles, par exemple sur l’évolution du volume de bois de certaines essences ou l’évolution des épidémies, affectant directement la prise de décision dans la gestion forestière. Cette problématique exige de concevoir de nouvelles solutions capables de préserver les liens entre les membres des différentes structures. Cependant, les solutions proposées ne tiennent pas compte de manière explicite et simultanée de l’évolution sémantique et géométrique de la structure. Afin d’apporter une solution plus adaptée aux réalités des phénomènes spatiotemporels, nous avons développé une approche géosémantique intégrée pour la gestion de l’évolution de la structure du cube afin d’ajuster la qualité de la réponse à la requête spatiotemporelle et ainsi offrir un meilleur support à la prise de décision. L’approche proposée définit une méthode de rétablissement des liens entre des versions du cube. Sur le plan sémantique, nous rétablissons les liens en employant une fonction de similarité sémantique basée sur l’ontologie et qui tient compte du plus fin niveau de définition des concepts. Au niveau géométrique, notre approche se base sur une méthode d’indexation QuadTree pour constituer une matrice de correspondances spatiales entre les géométries des différentes époques. Les liens résultants sont intégrés dans une méthode de transformation matricielle afin de pouvoir répondre d’une manière plus adaptée à des requêtes spatiotemporelles.

Par souci environnemental, la Politique de protection des rives, du littoral et des plaines inondables fixe des contraintes aux propriétés riveraines québécoises. Ces contraintes sont applicables à l’intérieur de bandes de protection de largeur prédéterminée. La ligne des hautes eaux en constitue le point d’ancrage. Il s’agit d’une limite environnementale, indépendante des limites de propriété, possédant une double nature entre lesquelles il existe une corrélation. Une nature botanique basée sur les traces laissées par le passage récurrent des eaux. Une nature hydrologique-hydraulique basée sur les statistiques et la modélisation des écoulements. Pour les cours d’eau drainant de grands bassins versants, les mesures historiques de débits ou de hauteurs d’eau et les études hydrologiques-hydrauliques préexistantes fournissent une cote, directement applicable par les intervenants oeuvrant en aménagement du territoire qui ne sont ni expert en botanique, ni en hydrologie-hydraulique. Par contre, pour les petits cours d’eau non instrumentés, il n’existe aucune méthode à la fois simple, expéditive et réellement accessible pour remplir une telle tâche. En effet, lorsqu’elle est utilisée par un non-expert, la méthode botanique simplifiée proposée par le ministère du Développement durable de l’Environnement et des Parcs (MDDEP) mène à l’identification de plusieurs lignes correspondant chacune à un état significatif d’écoulement. L’incertitude sur la localisation des contraintes s’en trouve grandement affectée. Pour discriminer parmi ces lignes multiples, une relation hydrologique adaptée aux petits cours d’eau de la plaine du Saint-Laurent est établie. Cette dernière est combinée à des équations hydrauliques existantes et à des observations d’indicateurs botaniques, morphologiques et physiques au sein d’une toute nouvelle approche mixte s’appuyant sur la double nature de la limite recherchée. Afin d’évaluer les possibilités de celle-ci, elle est appliquée à neuf sites pour lesquels la cote d’élévation de la ligne des hautes eaux est préalablement connue. Les sciences géomatiques permettent d’y exploiter la complémentarité de la botanique et de l’hydrologie-hydraulique. Elles fournissent un cadre de comparaison unique : la mesure d’élévation. Elles permettent également de recueillir de façon cohérente, de stocker et d’exploiter des observations géoréféfencées de nature pourtant différentes. Au moyen de levés d’arpentage, les indicateurs-terrain et les paramètres liés à l’écoulement sont mesurés aux neuf sites. Les observations sont stockées à l’intérieur d’un fichier de coordonnées unique, puis exploitées à l’aide de logiciels DAO et COGO traditionnels afin d’examiner la corrélation existant entre les traces laissées par le cours d’eau et les modélisations hydrologiques-hydrauliques. En somme, l’addition de manipulations hydrologiques et hydrauliques permettent de réduire considérablement le nombre de lignes potentielles à considérer. D’autre part, l’étude valide ou infirme quelques relations proposées par le frère Marie-Victorin et le MDDEP quant à la position altimétrique de la limite environnementale par rapport à des indices physiques précis (par exemple les marques laissées par les glaces sur le tronc des arbres). L’utilisation de ces relations, de concert avec l’approche mixte, permet une réduction supplémentaire du domaine d’incertitude.
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Le développement technologique de ces dernières années a eu comme conséquence la démocratisation des données spatiales. Ainsi, des applications comme la cartographie en ligne et les SOLAP qui permettent d’accéder à ces données ont fait leur apparition. Malheureusement, ces applications sont très limitées du point de vue cartographique car elles ne permettent pas une personnalisation flexible des cartes demandées par l’utilisateur. Pour permettre de générer des produits plus adaptés aux besoins des utilisateurs de ces technologies, les outils de visualisation doivent permettre entre autres de générer des données à des échelles variables choisies par l'utilisateur. Pour cela, une solution serait d’utiliser la généralisation cartographique automatique afin de générer les données à différentes échelles à partir d’une base de données unique à grande échelle. Mais, compte tenu de la nature interactive de ces applications, cette généralisation doit être réalisée à la volée. Depuis plus de trois décennies, la généralisation automatique est devenue un sujet de recherche important. Malheureusement, en dépit des avancées considérables réalisées ces dernières années, les méthodes de généralisation cartographique existantes ne garantissent pas un résultat exhaustif et une performance acceptable pour une généralisation à la volée efficace. Comme, il est actuellement impossible de créer à la volée des cartes à des échelles arbitraires à partir d’une seule carte à grande échelle, les résultats de la généralisation (i.e. les cartes à plus petites échelles générées grâce à la généralisation cartographique) sont stockés dans une base de données à représentation multiple (RM) en vue d’une éventuelle utilisation. Par contre, en plus du manque de flexibilité (car les échelles sont prédéfinies), la RM introduit aussi la redondance à cause du fait que plusieurs représentations de chaque objet sont stockées dans la même base de données. Tout ceci empêche parfois les utilisateurs d’avoir des données avec un niveau d’abstraction qui correspond exactement à leurs besoins. Pour améliorer le processus de la généralisation à la volée, cette thèse propose une approche basée sur un nouveau concept appelé SGO (objet auto-généralisant: Self-Generalizing Object). Le SGO permet d’encapsuler des patrons géométriques (des formes géométriques génériques communes à plusieurs objets de la carte), des algorithmes de généralisation et des contraintes d’intégrité dans un même objet cartographique. Les SGO se basent sur un processus d’enrichissement de la base de données qui permet d’introduire les connaissances du cartographe dans les données cartographiques plutôt que de les générer à l’aide des algorithmes comme c’est typiquement le cas. Un SGO est créé pour chaque objet individuel (ex. un bâtiment) ou groupe d’objets (ex. des bâtiments alignés). Les SGO sont dotés de comportements spécifiques qui leur permettent de s'auto-généraliser, c.-à-d. de savoir comment généraliser l’objet qu’ils représentent lors d’un changement d’abstraction (ex. changement d’échelle). Comme preuve de concept, deux prototypes basés sur des technologies Open Source ont été développés lors de cette thèse. Le premier permet la création des SGO et l’enrichissement de la base de données. Le deuxième prototype basé sur la technologie multi-agent, utilise les SGO créés pour générer des données à des échelles arbitraires grâce à un processus de généralisation à la volée. Pour tester les prototypes, des données réelles de la ville de Québec à l’échelle 1 : 1000 ont été utilisées.
With the technological development of these past years, geospatial data became increasingly accessible to general public. New applications such as Webmapping or SOLAP which allow visualising the data also appeared. However, the dynamic and interactive nature of these new applications requires that all operations, including generalization processes, must be carried on-the–fly. Automatic generalization has been an important research topic for more than thirty years. In spite of recent advances, it clearly appears that actual generalization methods can not reach alone the degree of automation and the response time needed by these new applications. To improve the process of on-the-fly map generalization, this thesis proposes an approach based on a new concept called SGO (Self-generalizing object). The SGO allows to encapsulate geometric patterns (generic geometric forms common to several map features), generalization algorithms and the spatial integrity constraints in the same object. This approach allows us to include additional human expertise in an efficient way at the level of individual cartographic features, which then leads to database enrichment that better supports automatic generalization. Thus, during a database enrichment process, a SGO is created and associated with a cartographic feature, or a group of features. Then, each created SGO is transformed into a software agent (SGO agent) in order to give them autonomy. SGO agents are equipped with behaviours which enable them to coordinate the generalization process. As a proof of concept, two prototypes based on Open Source technologies were developed in this thesis. The first prototype allows the creation of the SGO. The second prototype based on multi-agents technology, uses the created SGO in order to generate data on arbitrary scales thanks to an on-the-fly map generalization process. Real data of Quebec City at scale 1: 1000 were used in order to test the developed prototypes.

Avec la constellation actuelle du système GPS, les solutions RTK (Real Time Kinematic) sont limitées à des distances de lignes de base ne dépassant guerre une distance approximative d’une dizaine de kilomètres. Cette limitation provient avant tout de l’effet néfaste de l’ionosphère sur la résolution des ambiguïtés. Les multitrajets représentent également un autre facteur contribuant à la dégradation de la qualité des mesures et dont l’influence sur la résolution des ambiguïtés est moins prononcée que celle de l’effet ionosphérique. Dans un futur proche, la modernisation du système GPS (par l’ajout d’une 3ème fréquence) et le déploiement du système européen GALILEO introduira une amélioration substantielle. Le présent travail consiste à évaluer de fa¸con systématique le potentiel des futurs systèmes GNSS (GPS, GALILEO et HYBRIDE) en terme de résolution instantanée des ambiguïtés de phase. Pour parvenir à cet objectif, un simulateur sous forme de logiciel informatique a été développé permettant de tester différents scénarios en fonction de la constellation, des fréquences et de l’activité ionosphérique. Suite aux différentes simulations réalisées, les résultats obtenus ont montré que la résolution instantanée des ambiguïtés sera désormais aussi possible sous des conditions ionosphériques et de multitrajets défavorables ce qui ouvrira la voie à de nouvelles applications GNSS.

Les techniques actuelles pour la détection et la surveillance des conditions de sécheresse sont essentiellement basées sur des données fournies par un réseau de stations météorologiques. Ces réseaux sont parfois peu représentatifs car peu de stations, souvent mal situées, les constituent. Cette étude a pour but d’évaluer le potentiel de l’imagerie satellitaire pour la détection, la caractérisation et le suivi des conditions de sécheresse en Andalousie, au sud de l’Espagne. Les données du capteur AVHRR du satellite NOAA 11 ont été utilisées pour calculer le VCI et le TCI pour des aires de 11 km2 centrées à onze stations météorologiques. Ces indicateurs sont comparés à un indicateur de sécheresse météorologique, le SPI. L'analyse de la relation entre le VCI, le TCI et le SPI démontre généralement une bonne corrélation en période de sécheresse et semble supporter l’utilisation de l’imagerie satellitaire pour le suivi des sécheresses en milieu méditerranéen.
Current techniques for the detection and monitoring of droughts are based on meteorological networks. The small number of stations, often badly located makes these networks poorly representatives of the area they cover. The aim of this study is to evaluate the potential of satellite imagery for the detection, characterization and monitoring of drought conditions in Andalusia, in southern Spain. The satellite imagery used in this study comes from the NOAA 11 AVHRR sensor. Two indices (VCI and TCI) were calculated over 11 km2 areas centered over 11 meteorological stations. These were compared to the SPI, a widely used meteorological index. Correlation analysis between VCI, TCI and SPI show a good relation during drought periods and seem to support the use of satellite imagery for monitoring drought in the Mediterranean region.

L’objectif principal de l’inventaire écologique réalisé est la caractérisation des sites avec présence d’éricacées : Rhododendron groenlandicum, Vaccinium sp. et Kalmia angustifolia, des forêts de la Côte-Nord, ainsi que de comprendre davantage leurs exigences écologiques. Quatre-vingt-dix-sept sites ont été étudiés au nord de Baie-Comeau, tous provenant de pessières noires à mousses (Picea mariana) vierges. Le Rhododendron est l’espèce éricacée dont le recouvrement moyen du parterre forestier est le plus important suivi par les Vaccinium et le Kalmia. Leur présence a été associée aux pessières noires ouvertes et aux sols acides, de textures grossières et pauvres en éléments nutritifs. Leur recouvrement diminuait avec la dominance des sapins (Abies balsamea). Quatre associations végétales ont été identifiées. L’une d’elles regroupait les trois espèces d’éricacées et trois espèces de Cladina. Les résultats de cette recherche pourront aider à classifier les sites selon leur niveau de vulnérabilité à l’envahissement par les plantes éricacées après coupe forestière.
The objective of the present ecological inventory was to characterize the presence of three common ericad species: Rhododendron groenlandicum, Vaccinium species and Kalmia angustifolia, in Quebec North Shore forests, and to better understand their presence in relation to environmental factors. Ninety-seven sites within the undisturbed black spruce-feathermoss (Picea mariana) forest north of Baie-Comeau were selected for the study. Rhododendron had the highest mean cover, followed by Vaccinium and Kalmia. The presence of these species was associated with an open forest canopy, acid, coarse-textured and nutrient-poor soils. Ericads were strongly associated with black spruce-dominated forests, with presence decreasing as the balsam fir (Abies balsamea) component increased. Four vegetation associations were identified, including an Ericad-lichen group that included the three ericads and three Cladina species. Results may be used to help identify and classify sites vulnerable to ericaceous invasion after forest harvest.

Le bois abouté est souvent utilisé dans la fabrication de produits de bois d’ingénierie structuraux tels que le lamellé-collé et la poutrelle en I. Au Québec, les fabricants de produits de bois d’ingénierie utilisent principalement du bois du groupe Épinette-pin-sapin (EPS) qui comporte des essences de résineux acceptées dans les normes canadiennes. Étant un bois de feuillus, l’érable à sucre n’est pas une essence prescrite dans les normes de fabrication par contre, en théorie, ce bois peut offrir une alternative intéressante aux bois résineux compte tenu de sa résistance mécanique supérieure. Une revue de la littérature démontre qu’il existe plusieurs recherches sur l’aboutage par entures multiples, mais que celles portant sur l’aboutage de bois de feuillus sont plutôt rares. Plusieurs paramètres d’usinage doivent être contrôlés afin de fournir de belles surfaces de collage et d’optimiser le procédé d’aboutage. Ce projet vise à définir un intervalle de paramètres d’usinage pour l’aboutage structural par entures multiples de l’érable à sucre afin de développer les meilleures résistances mécaniques que ce bois peut potentiellement offrir. Plus spécifiquement, ce projet étudie la résistance en traction parallèle au fil en variant la vitesse de coupe ainsi que l’avance par couteau (chip-load). Des deux paramètres étudiés, la vitesse de coupe semble être le paramètre ayant le plus d’effet sur la résistance en traction parallèle au fil de l’érable à sucre. Les meilleures résistances furent atteintes avec une vitesse de coupe de 2726 m/min et une avance par couteau de 0,60 mm. La vitesse de coupe de 2726 m/min semble être la meilleure afin d’atteindre les meilleures résistances en traction parallèle au fil, et ce, peu importe l’avance par couteau. Finalement, les résultats obtenus nous permet de croire que l’érable à sucre abouté possède un bon potentiel pour des applications structurales dont la fabrication de produits de bois d’ingénierie structuraux.
Finger-jointed softwood lumber is often used in manufacturing of structural engineered wood products such as glued laminated (glulam) beams and prefabricated wood I-joists. In Québec, producers of engineered wood products utilize generally wood species of Spruce-pine-fir (SPF) group, which includes softwood species recognized in Canadian standards. As hardwood species, sugar maple is not listed in the product standards, although, presumably, it can offer an interesting alternative to softwoods from the view point of strength. Literature review shows that there are many studies on finger-jointing but there are few on finger jointing of hardwoods. Certain machining parameters have to be controlled in order to produce suitable gluing surfaces and to optimize the finger-jointing process. The main objective of this study was to evaluate the effect of machining parameters on the ultimate tensile strength parallel to grain (UTS) of finger-jointed sugar maple dimension lumber. Three different chip-loads and three cutting speeds were used as variables. Based on test results, the cutting speed appeared to influence the UTS the most. The best UTS (47.1 MPa) of finger-jointed sugar maple specimens were achieved with a chip-load of 0.60 mm and a cutting speed of 2726 m/min (rotation speed of 3250 RPM and feed speed of 11.7 m/min). Finally, results of the study show that finger-jointed sugar maple possesses a good potential for structural applications including fabrication of structural engineered wood products.

Cette étude porte sur la caractérisation et la quantification des composés organiques volatils (COV) issus du séchage par déshumidification du chêne rouge et du séchage conventionnel à moyenne température du pin gris. Les méthodes retenues pour l’étude sont NCASI IM/CAN/WP-99.02, NCASI MD-99 et US-EPA 25A. Nous avons également employé une nouvelle technique de caractérisation des molécules volatiles: la Headspace-SPME, permettant la simulation du séchage du bois de pin et de chêne au laboratoire. Le pin gris a présenté des taux d’émission de COV très élevés: 2,24 gCOV/kgbois sec. Les principaux monoterpènes identifiés parmi les volatils issus du séchage du pin gris sont: alpha-pinène, beta-pinène et 3-carène. Les principaux composés polaires captés pour le pin gris sont: méthanol, acétaldéhyde et méthyle acétate, et pour le chêne rouge: acide acétique (ultra-majoritaire), méthanol et éthanol. La Headspace-SPME a permis l’identification de plusieurs polyphénols volatils provenant du chêne rouge (eugénol, etc.) et de sesquiterpènes bioactifs comme l’alpha-humulène, le caryophyllène dans le cas du pin gris.
This study focuses on the characterization and quantification of the volatile organic compounds (VOC) emitted during the dehumidification drying of red oak and the conventional drying of Jack pine at medium temperature. The methods used in this study were NCASI IM/CAN/WP-99.02, NCASI MD-99 and US-EPA 25A. We also employed a new technique for characterizing the volatile molecules: Headspace-SPME, which enables the laboratory simulation of pine and oak drying. Jack pine showed very high VOC emission rates: 2,24 gVOC/kgODW. The main monoterpenes identified among the volatiles released during the drying of jack pine were: alpha-pinene, beta-pinene and 3-carene. The main polar compounds collected from jack pine were methanol, acetaldehyde and methyl acetate, and the main polar compounds collected from red oak were acetic acid (vastly predominant), methanol and ethanol. Headspace-SPME enabled the identification of several volatile polyphenols (eugenol, etc.) released by red oak, as well as the identification of bioactive sesquiterpenes (such as alpha-humulene and caryophyllene) released by Jack pine.

Une nouvelle approche et un nouveau modèle rhéologique pour la modélisation du comportement hygro–thermo–mécanique du bois lors du processus de séchage sont proposés. Cette approche est basée sur la résolution des équations d’équilibre d’une poutre cantilever d’Euler–Bernoulli, sans faire aucune hypothèse sur le profil des contraintes dans l’épaisseur de la poutre. Un code numérique a été développé afin de prédire l’évolution des contraintes et des déformations d’une pièce de bois en flexion porte-à-faux à humidité constante ou variable. Ce code fut validé à partir d’un modèle rhéologique classique (modèle de Burger), où une solution analytique existe à humidité constante. Un nouveau modèle rhéologique global fut alors développé où sont pris en considération le retrait libre, la relation contrainte déformation instantanée (élastique), le fluage induit par le temps (fluage viscoélastique) et le fluage induit par la variation d’humidité (fluage mécanosorptif). La loi constitutive du modèle rhéologique est basée sur un comportement élasto-viscoplastique qui prend en considération l’apparition des gradients d’humidité dans le bois, l’effet du niveau de chargement ou de contrainte en introduisant un seuil de déformation plastique (non recouvrable), et aussi l’effet combiné de la charge et de la variation d’humidité en incluant le comportement mécanosorptif du bois au cours du séchage. Afin d’identifier les paramètres du modèle rhéologique, un dispositif expérimental de flexion en porte-à-faux a été mis en place. Des essais de fluage à 60°C à différents niveaux de charge, à différentes teneurs en humidité constantes, et au cours du séchage ont été réalisés sur le bois d’épinette blanche (Picea glauca (Moench.) Voss.) en direction radiale. Les propriétés élastique, viscoélastique, viscoplastique et mécanosorptive de l’espèce utilisée obtenues expérimentalement ont été reproduites par simulation. La correspondance satisfaisante obtenue entre les résultats de simulation et les résultats expérimentaux confirme la validité de l'approche et du modèle rhéologique proposés pour les conditions expérimentales considérées dans ce travail.
A new approach and rheological model for modeling the hygro-thermo-mechanical behaviour of wood during drying process are proposed. This approach is based on the resolution of equilibrium equations of Euler-Bernoulli cantilever beam without any assumption on stress distribution through the thickness. A numerical code was developed to predict stress and deformation evolution of wood cantilever at constant and variable moisture conditions. This code was validated using a classical rheological model (Burger model), where analytical solution exists at constant moisture content. A new global rheological model was therefore developed where free shrinkage, instantaneous stress-strain relationships, time induced creep (viscoelastic creep) and mechano-sorptive creep are taken into account. The constitutive law is based on an elasto-viscoplastic model that takes into account the moisture content gradient in wood, the effect of external load by introducing a viscoplastic deformation threshold (permanent strain), and also the combined effect of load and moisture content variation by adding the mechano-sorptive behavior of wood during drying. For the rheological model parameters identification, a cantilever experimental setup was used. Creep tests at 60°C, at different load levels, at different constant moisture contents, and during drying were carried out on white spruce wood (Picea glauca (Moench.) Voss.) in the radial direction. Thus, the elastic, viscoelastic, viscoplastic and mechano-sorptive properties obtained experimentally were reproduced by simulation. The good agreement between simulation and experimental results confirms the validity of the proposed numerical approach and the developed rheological model for the experimental conditions considered in this work.

L’objectif général de ce travail était d’appliquer un modèle de transfert de masse et de chaleur basé sur l’approche du potentiel hydrique au séchage à haute température. L’étude a comporté trois volets. Le premier volet a porté sur l’adaptation du modèle de transfert 2D existant pour le séchage à moyenne température et le séchage sous vide au séchage à haute température. Le deuxième volet, soit la partie principale de l’étude, a été consacré à la détermination expérimentale des paramètres du modèle de transfert à haute température. Le troisième volet a consisté à valider le nouveau modèle de transfert à l’aide de simulations et d’essais de séchage en laboratoire. La mesure des paramètres expérimentaux fut effectuée sur le bois d’aubier et de duramen d’épinette blanche (Picea glauca (Moench) Voss). Les paramètres mesurés furent les coefficients de transfert convectif de masse et de chaleur, la conductivité hydrique effective, le ratio flux de vapeur/flux total, la perméabilité intrinsèque du bois et sa perméabilité relative au gaz. D’autres paramètres comme la relation teneur en humidité-potentiel hydrique, la diffusivité effective de la vapeur dans le bois et la conductivité thermique furent tirés ou déduits de la littérature. Les essais de validation ont porté sur deux chargements de colombages de bois d’épinette blanche séchés à 105 et 115°C. Les résultats de ces essais ont été comparés aux résultats de simulation obtenus à partir du modèle de transfert à haute température implanté dans deux codes numériques différents, soit le code DRYTEK écrit en Fortran et le code DRYMEF écrit en C++. Les coefficients de transfert convectif de masse et de chaleur déterminés à des températures de 105 et 115°C et à une vitesse de l’air de 3 m/s demeurent constants aux teneurs en humidité moyennes au-dessus de 60% et diminuent graduellement par la suite. Il s’avère aussi que la position dans l’arbre (aubier vs duramen) a un effet important sur l’évaluation des coefficients de transfert convectif de masse et de chaleur. Il en est de même pour l’épaisseur des planches, particulièrement aux teneurs en humidité élevées. Les résultats démontrent également que les coefficients de transfert convectif de masse et de chaleur augmentent avec la température. Les mesures de la conductivité hydrique effective à 105 et 115°C démontrent que celle-ci est fortement affectée par la teneur en humidité du bois, la température et la direction structurale. La conductivité hydrique décroît avec la teneur en humidité du bois et augmente avec la température d’une façon exponentielle. Elle est plus élevée dans la direction longitudinale que dans les directions radiale et tangentielle. À une teneur en humidité et à une température données, aucune différence n’a été observée entre la conductivité hydrique effective de l’aubier et celle du duramen. Les résultats des mesures du ratio flux de vapeur/flux total ont montré que ce dernier est comparable à celui rapporté dans la littérature pour le séchage à moyenne température et qu’il est indépendant de la température et du type de bois (aubier vs duramen). Les résultats des mesures de perméabilité intrinsèque indiquent que la perméabilité longitudinale est d’au moins deux ordres de grandeur plus élevée que les perméabilités radiale et tangentielle. Le bois d’aubier est plus perméable que le bois du duramen, peu importe la direction structurale. Finalement, la comparaison des résultats des essais de validation aux résultats de simulation des deux codes utilisés indique que DRYTEK simule très bien la courbe moyenne de séchage à haute température, les profils de température ainsi que la pression au centre du bois. Les profils de teneur en humidité simulés semblent cependant trop plats. Malgré les quelques disparités observées, on peut conclure en la validité du modèle de transfert utilisé et de l’adaptation de DRYTEK pour le séchage à haute température par l’ajout de l’équation de pression. Il en est de même pour les valeurs expérimentales mesurées pour les paramètres de modélisation. Quant au code DRYMEF, il simule mieux les profils de teneur en humidité mais certains ajustements restent à faire pour améliorer la précision des résultats de simulation.

Depuis l’avènement du numérique, la demande de données par les utilisateurs des systèmes d’information géographique (SIG) ne fait qu’augmenter. Les organismes utilisateurs se retrouvent souvent devant plusieurs sources de données géographiques potentielles et ils doivent alors évaluer la qualité de chaque source en fonction de leurs besoins. Pour ce faire, ces organismes pourraient faire appel à un expert en qualité qui pourrait les aider à déterminer s’il y a adéquation (i.e. qualité externe) entre les données et leurs besoins. Pour utiliser le système MUM, l’expert en qualité doit recueillir de l’information sur les jeux de données. Dans le domaine de la géomatique, cette information se retrouve généralement sous la forme de métadonnées émises par les producteurs de données. Le système MUM, développé par Devillers et al. [2004b], a été conçu initialement en fonction d’une approche bottom-up, où on utilise des métadonnées fines pour extraire des indicateurs globaux de qualité, à l’aide d’opérateurs d’agrégation typiques des outils SOLAP. Il s’agit là d’une solution qui permet de faciliter l’analyse de la qualité, particulièrement dans des contextes de données hétérogènes. Par contre, comme le mentionnent les concepteurs de MUM, le manque de métadonnées fines est un obstacle à l’utilisation du système MUM dans sa forme actuelle. L’objectif de la présente recherche a donc été d’élaborer une méthode de génération des métadonnées dite top-down. Cette méthode permet de générer, lorsque possible, les métadonnées fines (au niveau des occurrences, voire des primitives géométriques) d’un jeu de données à l’aide des métadonnées grossières et des opinions d’experts touchant un ensemble d’occurrences. Cette méthodologie amène l’expert en qualité à utiliser dans certains cas des sources de données différentes. Ceci soulève alors un problème concernant l’hétérogénéité de la fiabilité des sources utilisées pour évaluer la qualité externe. Le concept de métaqualité a été introduit pour répondre à ce problème d’hétérogénéité. Il permet en effet de quantifier le risque lié à l’imperfection de l’information contenue dans les indicateurs de qualité. L’enrichissement du système MUM a donc été réalisé grâce à la conception du modèle E-QIMM (Extented Quality Information Management Model) qui est une extension du modèle QIMM de Devillers [2004] et qui permet d’intégrer la dimension « Métaqualité » dans le processus d’évaluation de la qualité.

L'archéologie est une discipline des sciences humaines dont l'objet d'étude est l'ensemble des vestiges matériels laissés par l'Homme (objets, bâtiments, infrastructures, paysages...). Une technique précise, la fouille, est employée afin de tirer toutes les informations possibles des sols et structures fouillés en tenant compte de la localisation exacte des objets découverts, de l'étude de la succession des différentes couches de terrain déblayé afin de pouvoir procéder à une datation stratigraphique. L’analyse d’une fouille archéologique demande souvent beaucoup d’efforts pour l’archéologue car, à ce jour, aucun système informatique n’a permis de clairement les aider dans l’analyse de leurs données. Ainsi, pour exploiter des données issues d’une fouille archéologique, nous avons identifié trois critères : la rapidité et la facilité d’utilisation, la possibilité de faire évoluer les données dans le système (les interprétations de l'archéologue suivant des heuristiques qui ne peuvent pas toujours être formalisées de façon absolue) et la visualisation tridimensionnelle. L’outil d’analyse en ligne de type SOLAP est optimisé pour une analyse interactive dite multidimensionnelle où les requêtes, même celles de types agrégatives sont simples et leurs réponses sont rapides. Reste donc à l’optimiser sur les deux autres critères retenus pour exploiter les données issues d’une fouille archéologique et qui marquent les principales faiblesses de l’outil : l’évolution des données pendant la phase d’analyse et l’intégration de la 3e dimension. Ce projet de maîtrise vise à apporter des nouveaux concepts permettant à un utilisateur de réviser ces données pendant sa phase d’analyse. Par la suite, un prototype appliqué à l’archéologie a été élaboré afin de vérifier simplement si les efforts pour réviser des données pouvaient être compatibles avec les efforts d’un outil d’analyse en ligne en conservant la fluidité d’exploration interactive. D’autre part, ce projet de maîtrise a permis d’étudier la faisabilité d’un SOLAP 3D et de soulever une interrogation sur la nécessité d’introduire la 3e dimension à un outil d’analyse en ligne.

Le développement de produits en bois transformés et ayant de la valeur ajoutée présente une occasion importante de bénéficier des ressources naturelles canadiennes pour l'industrie des produits en bois. Optimiser l’emploi de la ressource de la forêt par l'amélioration des traitements est une bonne manière d’ajouter une valeur ajoutée aux produits en bois. Nos objectifs ont visé le marché des produits d'application de plancher par un procédé approprié de modification du bois de mauvaise qualité. La combinaison de l'imprégnation, de la nanotechnologie et de l’utilisation de produits chimiques est une approche prometteuse pour améliorer les propriétés du bois telles que la dureté, la résistance à l'abrasion et la stabilité dimensionnelle. L'application de la nanotechnologie dans ce projet a fourni une nouvelle méthodologie pour développer des produits à valeur ajoutée pour l'industrie des produits en bois. Les nanocomposites en bois et polymère ont été préparés à partir du bois massif de peuplier (Populus tremuloides), de la résine hydrosoluble de type mélamine-urée-formaldéhyde (MUF), et de nanoargiles de silicates d'aluminium, appelées ‘montmorillonites’. Des nanoargiles hydrophiles et hydrophobes de montmorillonite ont été ajoutés aux MUF. La dispersion des nanoargiles est d’importance cruciale pour maximiser l'avantage de cet ajout de nanoparticules. À cette fin, les nanoargiles de montmorillonite ont été broyées et rectifiés avec un moulin à billes avant d'être mélangés à de la résine MUF et imprégnées dans le bois. Le bois a été imprégné de résine MUF, qui a polymérisé in situ dans certaines conditions. L'influence des nanoparticules de montmorillonite sur le comportement du bois suite au traitement avec de la résine MUF et les propriétés de visco-élasticité ont été étudiées par la calorimétrie à balayage différentiel (DSC) et l'analyse de DMTA (analyse thermique mécanique dynamique). Des améliorations significatives des propriétés physiques et mécaniques, telles que la dureté, la résistance à l'abrasion et le module d'élasticité (MOE) ont été obtenues pour les spécimens imprégnés de mélanges de résine MUF et de résines nanoargile-MUF. Des améliorations significatives de résistance à l'eau et de stabilité dimensionnelle ont été obtenues pour le bois traité par nanorenfort/MUF. L'efficacité antigonflante (ASE) a été améliorée de 63.3% à 125.6% pour le bois traité par nanorenfort/MUF. L'interactions à l’interface et la morphologie entre les nanorenforts, le MUF et le bois sur les propriétés physiques et mécaniques des nanocomposites en bois ont été étudiées en utilisant la spectroscopie des électrons de rayon-X, la microscopie électronique à balayage (SEM), la microscopie électronique de transmission (TEM), la microscopie à force atomique (AFM) et les méthodes de microanalyse de sonde électronique (EPMA). Les propriétés améliorées des bois ont pu être attribuées aux propriétés inhérentes aussi bien qu’à au meilleures interactions à l’interface du bois, de la MUF et des nanoparticules. Le traitement de moulin à billes a favorisé la dispersion des nanorenforts dans le bois, mais a décomposé les groupes fonctionnels sur la surface des nanoargiles hydrophobes, ce qui a été nuisible pour la liaison entre le nanorenfort et la matrice de MUF. Suite à l’acquisition d’images de la microsonde de fluorescence de rayons-X, les images de la distribution d’aluminium, élément uniquement présent dans l’argile, ont été analysées à l’aide du logiciel Wincell. En comparant ces images et les micrographies de microscopie conventionnelle à rayons-X, il a été constaté que les renforts de montmorillonite sont distribués de façon non-homogène dans la lamelle moyenne, la lamelle moyenne composée, la paroi primaire et le mur secondaire. Ces éléments fonctionnent comme des filtres qui ont capturé les nanoparticules de montmorillonite dans les régions amorphes c’est-à-dire non – cristallines de la paroi cellulaire. On a aussi observé l'adhérence entre la montmorillonite et la résine MUF par microscopie AFM. On a constaté que les groupes fonctionnels à la surface des montmorillonites hydrophobes jouent un rôle important de comptabilisation entre la montmorillonite nanoargile et la résine MUF, ce qui exerce une influence forte sur les propriétés physique et mécaniques des nanocomposites en bois/ nanoargile/MUF.
The development of value-added wood products from low-quality resource through innovative technology presents an excellent opportunity to maximize the value from the forest resource and thus contributes to the global competitiveness of the wood industry in Canada. To combine nanotechnology with chemical impregnation technique becomes particularly appealing to improve some value-added wood attributes such as wood surface hardness, abrasion resistance and dimensional stability. The combination of nanotechnology with the traditional impregnation technique has provided a new approach to improve the wood quality attributes of critical importance to value-added applications. In this study, wood polymer nanocomposites were prepared from solid aspen (Populus tremuloides) wood, water-soluble melamine-urea-formaldehyde (MUF) resin, and montmorillonite aluminium silicate nanoclays. Both hydrophilic and hydrophobic montmorillonite nanoclays were introduced to the system. The dispersion of nanoclay is crucial for completely utilizing the concept of nanoparticles. To do so, the montmorillonite nanoclays were ground with a ball-mill before being mixed with MUF resin and impregnated into the aspen wood. The wood samples were impregnated with resin, which polymerized in situ under specific conditions. The influence of the montmorillonite nanoparticles on the curing behaviour of MUF resin and visco-elasticity properties were investigated using differential scanning calorimetry (DSC) and dynamical mechanical thermal analysis (DMTA). Significant improvements in wood physical and mechanical properties, such as surface hardness, abrasion resistance, modulus of elasticity (MOE) were observed for the specimens impregnated with MUF resin and nanoclay-MUF resin mixtures. Significant improvements in water repellence and dimensional stabilities were also found for the nanofiller/MUF treated wood. The antiswelling efficiency (ASE) was improved from 63.3% to 125.6% for the nanofiller/MUF treated wood. This study also examined the influence of the interphase interactions and morphology between the nanofillers, MUF and wood on the physical and mechanical properties of the resulting wood-polymer nanocomposites using X-ray electron spectroscopy, scanning electron microscope (SEM), transmission electron microscope (TEM), atomic force microscope (AFM) and electron probe micro-analysis (EPMA). The improved wood properties could be ascribed to inherent properties as well as better interphase interactions between the wood, MUF and nanofillers. Ball-mill treatment favoured the dispersion of the nanofillers into the wood, but broke down functional groups on the hydrophobic nanoclay surface, which was detrimental for the bonding between the nanofiller and MUF matrix. The montmorillonite nanoclay coverage rate on the nanofiller/MUF wood nanocomposite surface was further investigated using the Wincell software analysis of the images of aluminium distribution. By duplicatine the image of aluminium distribution to the part was observed, it was found that the distribution of montmorillonite nanoclay looks like a network along the layer of ML (middle lamella), M (compound middle lamella), P (primary wall), S1 (secondary wall 1). These parts function like a sieve which captured the montmorillonite nanoparticles in the amorphous substance. The adhesion between montmorillonite and MUF resin was observed with AFM. It was confirmed that the functional groups of the organophilic montmorillonites play an important role on the compatibility between montmorillonite nanoclay and MUF resin, have strong influence on the physical/mechanical properties of the nanoclay/MUF wood nanocomposites.

Dans un premier volet de recherche, la qualité de surface et l’adhésion d’un verni sur du bois de bouleau blanc raboté selon deux procédés d’usinage ont été évaluées. Pour le rabotage hélicoïdal transversal, l’effet de l’épaisseur de coupe n’a eu aucun effet significatif sur la qualité de surface ni sur l’adhésion. L’épaisseur de coupe n’a eu non plus aucun effet significatif pour la coupe rotative. Par contre, une augmentation de la vitesse d’avance en coupe rotative entraîna une augmentation de la rugosité et de la mouillabilité de surface. Cette vitesse n’a toutefois pas affecté la performance du vernis. La microscopie électronique à balayage environnemental n’a montré aucun écrasement cellulaire pour les échantillons rabotés en coupe hélicoïdale. En revanche, la coupe rotative a produit un léger endommagement cellulaire, sous forme de rayons fléchis et de fibres déformées. Cet endommagement expliquerait pourquoi la performance du vernis fut moindre en coupe rotative qu’en coupe hélicoïdale. Les meilleures conditions de coupe de ces deux procédés ont été ensuite sélectionnées pour réaliser un deuxième volet de recherche. Dans ce second volet, les deux procédés ont donc été comparés avec le ponçage de finition. Deux types de revêtement furent appliqués sur les surfaces, l’un à base de solvant et l’autre à base d’eau. Le rabotage hélicoïdal a produit la rugosité la plus élevée, la fibrillation la plus faible, la meilleure mouillabilité et une bonne adhésion des vernis après vieillissement. La coupe rotative a généré une rugosité et une fibrillation intermédiaires, un léger endommagement cellulaire, la mouillabilité la plus faible et une bonne adhésion des vernis avant vieillissement. Le ponçage a produit la plus faible rugosité, la fibrillation et l’endommagement cellulaire les plus élevés, une mouillabilité intermédiaire et une bonne adhésion avant vieillissement. La coupe hélicoïdale s’avérerait la meilleure à long terme puisque les propriétés d’adhésion ont moins diminué suite au vieillissement. Une bonne fibrillation et l’absence d’écrasement cellulaire semblent favoriser l’étalement et la pénétration des revêtements dans le bois. Ce procédé peut donc remplacer favorablement le ponçage. La coupe rotative, quant à elle, fourni un rendement équivalent au ponçage bien qu’elle puisse être encore améliorée en augmentant l’angle d’attaque.
Inscrite au Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures

Le but de ce mémoire était d’effectuer, dans un contexte géospatial, une comparai- son d’une approche de raisonnement qualitatif basée sur le PROLOG avec une autre approche reposant sur l’ASP. La principale question que nous posons est la suivante : Le moteur de raisonnement Smodels rendant possible la mise en oeuvre du raisonnement non monotone poussé et faisant intervenir le concept de modèle stable peut-il nous permettre de résoudre des problèmes de vérification de cohérence ontologique et des problèmes de révision dans le contexte de la géomatique ? Pour y répondre, nous avons procédé à une série de tests sur un échantillon de la Base nationale de données topographiques (BNDT). À la lumière des résultats obtenus, cette approche se montre très efficace et contribue à l’amélioration de la cohérence de l’information géospatiale et du raisonnement spatial réalisé à partir de cette dernière.
The objective of this thesis is to make a comparison between a qualitative reasoning approach based on PROLOG with another approach based on ASP. Our principal research question was the following : Can the Smodels reasoning engine, allowing for advanced non monotonic reasoning and introducing the stable model concept, allow us to solve ontological consistency checking problems as well as revision problems in a geomatic context ? To answer this question, we carried out a series of tests on a cross-section from the National Topographical Database (NTDB). In the light of the results obtained, this approach has proven very effective and contributes to the amelioration of geospatial information consistency and to the resultant improvement in spatial reasoning.

Dans le cadre de cette étude, j’ai examiné la richesse spécifique des oiseaux et la biogéographie de fragments de forêt tropicale afin de comprendre et prédire les effets de la perte et de la fragmentation des habitats sur les oiseaux de paysages forestiers menacés à proximité du canal de Panama. Pour atteindre cet objectif, j’ai utilisé la relation superficie-espèce (species-area relationship, SAR), utilisée couramment en biologie de la conservation. Cependant, le modèle que j’ai utilisé ici diffère de la SAR originale puisqu’il ajoute les effets non aléatoires de la répartition de la diversité et des patrons de perte d’habitat, normalement ignorés dans les études de ce genre. Je démontre que ces patrons ne sont pas aléatoires. La diversité augmente graduellement à partir des forêts sèches et saisonnières du Pacifique, en allant vers les forêts humides sempervirentes de l’Atlantique. L’analyse de coefficients de direction (Path Analysis) révèle que la diversité aviaire est influencée principalement par l’hétérogénéité de l’habitat. L’humidité explique partiellement la diversité floristique, ainsi que l’âge de la forêt, la topographie et la superficie (taille et la configuration de l’habitat). De façon similaire, la perte d’habitat a résulté de plusieurs facteurs socio-économiques favorisant de manière prévisible l’urbanisation ou l’agriculture. En raison de la présence de deux agglomérations urbaines en croissance dans cette partie du Panama, la perte d’habitat devrait surtout se faire au profit de l’urbanisation. Les forêts sans protection, près des régions urbaines, des autoroutes ou des populations aisées paraissent en danger immédiat de conversion. Quand la SAR est ajustée afin d’inclure le gradient de diversité d’oiseaux et les scénarios de perte d’habitat plausibles, la perte projetée d’espèces est plus élevée que si on utilise la SAR originale. Le modèle prédit un déclin abrupt de la richesse en espèces suivant la perte de 24 % d’habitat à partir des forêts actuellement présente. Ce résultat peut avoir de sérieuses conséquences pour la conservation dans la région du canal de Panama et même d’autres régions dans les tropiques. Mes recherches appuient l’idée que la SAR «améliorée» permet des prédictions réalistes sur l’extinction locale d’espèces suivant la perte d’habitat, puisqu’elle tient compte de la répartition non aléatoire des espèces et des menaces non aléatoires de perte d’habitat.
In this study, I examined the biogeography of avian species richness in fragmented tropical forests in order to understand and predict the effect of habitat loss and fragmentation on avian diversity in endangered forested landscapes near the Panama Canal. To reach this goal, I used the species-area relationship (SAR), a commonly used tool of Conservation Biology. However, the model I employed here differed from the standard SAR since it added the effect of non-random distribution patterns of species richness, and the non-random patterns of habitat loss, both previously neglected. In this study, I show that neither pattern was random. Species richness increased gradually from the dry seasonal forests of the Pacific coast to the humid evergreen forests of the Atlantic coast. Richness was higher in intact mature humid forests with higher vegetation diversity, and in rugged topography (which supports the habitat heterogeneity hypothesis); it also followed area (in larger and continuous tracts of forests). Similarly, habitat loss happened according to two predictable socio-economic patterns: urbanization or conversion to agriculture. Habitat loss scenarios were derived from the strongest factors (biophysical or socio-economic). Owing to the presence of two major growing cities in our study area, most habitat loss is expected to occur following urbanization. Unprotected forests in proximity of urbanized areas, main highways or affluent populations may be in immediate danger of conversion. The species-area relationship used in this study, which included the distribution patterns of richness and the habitat loss scenarios, yielded more dramatic and realistic results, compared to the standard SAR. The model predicted a drastic decline in forest bird species richness following the loss of only 24 % of actual forests remaining, a phenomenon called fragmentation threshold. This result alone may have strong repercussions on conservation discussions in the Panama Canal region and other endangered landscapes in the tropics. The use of this “improved” SAR model in making projections of species loss following habitat loss in the tropics represent a tool that might be extremely useful in conservation since it takes into account non-negligible aspects previously omitted.

Les différences inter-populationnelles sont rarement prises en compte dans la gestion des insectes ravageurs. Ces derniers sont habituellement gérés à partir de modèles produits à partir d’une population élevée en laboratoire et qui sont par la suite appliqués à l’ensemble des populations sur le territoire. L’objectif principal de cette thèse était de déterminer le niveau d’adaptation locale des populations d’un des plus importants ravageurs forestiers au Québec, l’arpenteuse de la pruche (Lambdina fiscellaria (Guenée)), le long d’un gradient latitudinal. Depuis le début des années 1990, l’arpenteuse de la pruche est l’insecte ravageur qui a endommagé les plus grandes superficies de forêts de conifères au Québec. Malgré cela, la biologie et l’écologie de cet important défoliateur restent fragmentaires. Onze populations récoltées le long d’un gradient latitudinal (45 à 51ºN) ont été élevées en laboratoire sur différentes essences forestières. Deux grands écotypes ont été identifiés : un au sud où les larves passent par cinq stades et un au nord où elles en effectuent seulement quatre. Cette différence fondamentale a de profondes conséquences sur la dynamique des populations. Chez les populations de l’écotype à quatre stades, le développement larvaire et pupal est plus court, les chrysalides sont moins lourdes, les femelles sont moins fécondes et les œufs sont plus volumineux que chez les populations à cinq stades. Il existe également des différences qui montrent qu’à l’intérieur de chacun des écotypes le long du gradient latitudinal, les populations sont localement adaptées aux conditions particulières de la région ce qui laisse supposer que les échanges génétiques sont très limités. Par ailleurs, les résultats obtenus démontrent que chaque population le long du gradient latitudinal est adaptée aux plantes hôtes disponibles localement. Ainsi, les populations nordiques évoluant dans des habitats homogènes et dominés par les essences boréales montrent des adaptations locales sur ces essences. Une adaptation locale des femelles à exploiter le feuillage de sapins baumiers âgés a aussi été détectée chez la population la plus au nord du gradient latitudinal. Cette population provient d’une région où les conifères âgés constituent la composante principale de l’habitat. Nos travaux suggèrent que les grandes épidémies de ce ravageur sont localisées dans les mêmes régions (nord) que l’écotype à quatre stades.
Inter-populations differences are rarely considered in the management of insect defoliators. Insect management is usually based on models produced from a single population reared in laboratory and which are afterward applied to all populations over the territory. The main objective of this thesis was to determine the level of local adaptation of the populations of one of the most important forest defoliator in Québec, the hemlock looper (Lambdina fiscellaria (Guenée)), along a latitudinal gradient. Since the beginning of 1990s, the hemlock looper is the insect defoliator that has damaged the largest area of coniferous forests in Québec. Nevertheless, the biology and the ecology of this important defoliator remain poorly know. Eleven populations collected across a latitudinal gradient (45 to 51oN) were reared under laboratory conditions on various host trees. Two ecotypes were identified: one in the South where larvae go through five instars and one in the North where they have only four instars. This fundamental difference has major consequences on population dynamics. Four instars ecotype shows shorter larval and pupal development, lighter pupae, lower fecundity, but larger egg size compared to the five instars ecotype. Within each ecotype, there are also differences across the latitudinal gradient. Populations are locally adapted to particular conditions of their region which suggest limited gene flow. Moreover, results demonstrate that populations across the latitudinal gradient are adapted to host trees available regionally. Thus, northern populations that evolved in a homogeneous environment that is dominated by boreal trees show local adaptations on these specific host trees. Local adaptation of females to exploit foliage of old balsam fir trees was also detected for the most northern population across the latitudinal gradient. This population originated from a region where old conifer trees are the main constituent of the environment. Our works suggest that major outbreaks of the hemlock looper were mainly localised in the same region (North) where the four instars ecotype evolved.

L’objectif principal de cette étude a été d’établir l’effet de la teneur en humidité d’équilibre sur les propriétés du bois à deux niveaux de température. Deux espèces feuillues tempérées ont été étudiées, soit le bouleau jaune et le hêtre à grandes feuilles. La région près du point de saturation des fibres (PSF) a été particulièrement visée. Deux méthodes de désorption d'humidité aux températures de 25°C et 50°C ont été appliquées, soit la méthode des solutions salines saturées et celle de la membrane poreuse sous pression. Celles-ci ont été couplées avec des mesures du retrait ainsi qu’à des essais de compression tangentielle. Les résultats ont montré qu’à l’équilibre de sorption, le retrait du bois a commencé avant même d'atteindre le PSF. Alors, ces résultats indiquent qu’une perte de l’eau hygroscopique a lieu en présence d’eau liquide. L’eau liquide qui reste à ce moment serait localisée dans les tissus les moins perméables du bois, soit les rayons ligneux. Une augmentation de la température augmenterait la perméabilité de ces tissus en facilitant la désorption de l’eau restante. Ainsi, la teneur en humidité d’équilibre marquant le début des changements des propriétés du bois diminue avec une augmentation de la température. Cette valeur se rapprocherait ainsi du PSF au fur et à mesure que la température s’élève. De plus, le retrait du bois de hêtre à 50°C semble avoir été affecté par un léger collapse localisé dans les zones plus faibles du bois. Enfin, l’hygroscopicité et les propriétés mécaniques du bois ont été plus faibles à 50°C qu’à 25°C.

Partant du fait qu’après une épidémie de tordeuses des bourgeons de l’épinette (Choristoneura fumiferana Clem.) la qualité nutritionnelle du feuillage des arbres diminue, l’étude avait pour but de vérifier l’effet d’un stress alimentaire sur la dynamique de population de la TBE. Pour ce faire, nous avons utilisé des tordeuses non diapausantes. Le premier chapitre du mémoire est consacré à une étude comparative des performances biologiques et du comportement alimentaire de TBE diapausantes et non diapausantes. Les résultats ont démontré que les deux populations étaient similaires sur plusieurs paramètres biologiques et qu’il était possible d’utiliser une ou l’autre des populations. Le deuxième chapitre est consacré à l’étude d’un stress alimentaire (aucun, modéré, fort) sur une population de TBE pendant deux générations. Les résultats ont démontré qu’un stress alimentaire peut constituer une pression de sélection. Ils ont aussi mis en évidence une adaptation et un effet parental pour le poids des femelles.

L’effect des matériaux de base sur la fabrication des panneaux de fibres de densité moyenne à été étudié. Les propriétés mécaniques et la stabilité dimensionnelle des panneaux de fibres de densité moyenne (MDF) faits à partir d’épinette noire (Picea mariana (mill.) BSP.) d’âge de 1-20, 21-40, et plus de 40 ans ont été étudiées. Une analyse de la covariance (ANCOVA) a été faite pour examiner les différences de module de la rupture (MOR), de module d'élasticité (MOE), et de gonflement en épaisseur (TS) pour les trois types de panneaux, alors que la densité des panneaux était traitée comme une covariante afin d’ajuster les valeurs moyennes qui ont été en partie attribuées à la densité des panneaux. Les résultats indiquent que les MOR, la cohésion interne (IB), et l’absorption d’eau des panneaux de fibres de densité moyenne faits à partir de fibres de 1-20 ans, donc contenant 100 % de bois juvénile, étaient sensiblement supérieurs à ceux des panneaux faits à partir de fibres de 21-40 et plus de 40 ans alors que l’expansion linéaire (LE) des panneaux de fibres de densité moyenne faits à partir de fibres de 1-20 ans était sensiblement plus grande que celle des panneaux provenant du bois des deux autres classes d’âge. Les différences dans les MOR, IB, l’absorption d’eau, et l’expansion linéaire entre les panneaux faits à partir de fibres de 21- 40 et plus de 40 ans n’étaient pas significatives. Les comparaisons de MOE et TS des panneaux dépendent relativement de la densité des panneaux et cela est dû à l’existence d’interactions avec les trois catégories d’âge. Les propriétés mécaniques et la stabilité dimensionnelle des MDF faits à partir de billes du haut, de mi-hauteur, et du bas de troncs d’épinettes noires ont été étudiées. Une analyse de covariance (ANCOVA) a été faite pour examiner l’effet de la position du tronçon dans l’arbre sur les MOR et MOE employant la densité de panneaux équilibrée à 22 oC et 65 % comme covariante. Les résultats indiquent que MOE et IB des panneaux de fibres de densité moyenne faits à partir de tronçons du haut et à la mi-hauteur sont sensiblement supérieurs à ceux des panneaux faits à partir du tronçons du bas; cependant, il n’y avait aucune différence significative entre les MOE et IB des panneaux faits à partir des billes du ii haut et à la mi-hauteur. L’absorption d’eau des panneaux faits à partir de tronçons du haut et mi-hauteur est sensiblement inférieure à celle des panneaux faits à partir de billes du bas, et la différence dans l’absorption d’eau entre les panneaux faits à partir de billes du haut et à la mi-hauteur n’était pas significative. Le TS des panneaux faits à partir des tronçons du haut était la plus basse parmi celle des trois types des panneaux et était sensiblement différente de celles des panneaux faits à partir de tronçons à la mi-hauteur et du bas. Les panneaux faits à partir de billes du bas ont donné les plus hauts TS, qui étaient sensiblement différents de ceux des panneaux faits à partir des billes du haut et de mi-hauteur. Les différences dans le LE parmi les panneaux faits à partir de tronçons du haut, à la mihauteur, et du bas n’étaient pas significatives. La comparaison des MOR des panneaux faits à partir de tronçons du haut, à la mi-hauteur, et du bas dépendait de la densité de panneau dû à l’existence d’interactions avec les trois groupes. La densité des panneaux a un effet considérable sur leur MOR et MOE, cependant, son impact sur IB, LE, TS et l’absorption de l’eau n’était pas significatif dans cette étude. Des relations linéaires entre MOR, MOE et la densité des panneaux ont été trouvées et des équations décrivant ces relations ont été développées. Les propriétés en flexion, de cohésion interne, et stabilité dimensionnelle des panneaux MDF faits à partir des trois clones du peuplier (Populus. spp.) avec le code 915303, 915311, et 915313 ont été étudiés. L’analyse de variance et l’analyse de covariance ont été exécutées dans cette étude pour examiner les différences dans les MOR et MOE des panneaux MDF faits à partir des trois hybrides de peuplier. Les résultats indiquent que les MOR des panneaux fabriqués à partir du clone 915311 étaient sensiblement plus élevés que ceux des panneaux faits à partir du clone 915303 ou 915313; cependant, il n’y avait aucune différence significative dans les MOR entre les panneaux faits à partir du clone 915303 ou 915313. Les MOE des panneaux de fibres de densité moyenne faits à partir du clone 915311 ont été les plus élevés, et sensiblement différents de ceux des panneaux faits à partir du clone 915303 ou 915313; Les MOE des panneaux faits à partir du clone 915303 étaient les plus bas et sensiblement inférieurs à ceux des panneaux du clone 915313. Les panneaux MDF faits à partir des deux clones 915303 et 915311 étaient supérieurs aux panneaux faits à partir du clone 915313 en ce qui concerne la cohésion interne; mais il n’y avait aucune différence significative dans la cohésion interne entre les panneaux faits à partir du clones 915303 ou 915311. La stabilité dimensionnelle des panneaux de fibres de densité moyenne a été évaluée par LE, TS, et l’absorption d’eau, et aucune différence significative n’a été trouvée parmi les trois types de panneaux. Cette étude montre un effet significatif de variation clonale du peuplier hybride sur les propriétés en flexion et le lien interne des panneaux de MDF, et suggère que des améliorations des panneaux MDF dans les propriétés en flexion et de cohésion interne peuvent être faites en choisissant un ou plusieurs hybrides. De plus, la densité des panneaux était un facteur considérable influençant les MOR et MOE des panneaux MDF et des relations linéaires significatives entre les MOR, MOE et la densité des panneaux ont été obtenues. La possibilité d’employer le bois de mélèze comme matériau de base pour la fabrication des panneaux MDF a été étudiée. Des panneaux de fibres de densité moyenne ont été fabriqués en laboratoire à partir de fibres produites du bois de mélèze, et des panneaux faits à partir des fibres tirées d’épinette, pin, et sapin (S-P-F) ont été étudiés comme contrôle. Dix pourcent de résine d’urée-formaldehyde (UF) et 0,5 % de cire ont été mélangés avec les fibres produites à partir du mélèze et du bois de S-P-F. Les programmes de pression et de température utilisés pour le pressage des panneaux ont été maintenus identiques pour les deux types de panneaux. Selon le standard américain national standard ANSI A 208.2-2002 pour l’évaluation des panneaux MDF pour application intérieure, les MOR, MOE, et IB des panneaux faits avec du bois de S-P-F satisfont aux conditions de la catégorie 120. Les MOR et MOE des panneaux faits à partir du bois de mélèze étaient inférieurs à ceux des panneaux faits à partir de S-P-F. Cependant, cette différence peut être compensée en optimisant les paramètres de pressage afin d’acquérir un profil de densité optimisé dans les panneaux. De plus, les propriétés des panneaux faits à partir du bois de mélèze ont pu être améliorées par manipulation des paramètres de raffinage pour réduire la proportion de fines dans la fibre. On peut conclure que le mélèze est utilisable comme matériau de base pour la fabrication de panneaux MDF. iv La relation entre les propriétés de panneaux MDF et les caractéristiques du bois et des fibres a été étudiée dans ce travail. Les panneaux MDF ont été manufacturés en laboratoire à partir de différentes espèces et types de bois, qui étaient du bois d’épinettes noires agées de 1-20, 21-40, et plus de 40 ans, ainsi que les billes du haut, de la mi-hauteur, et du bas d’arbres d’épinettes noires, de trois clones de peuplier, de mélèze, et d’un mélange d’épinette, pin, et sapin. Les propriétés mécaniques des panneaux évaluées ont été le module de rupture (MOR), le module d’élasticité (MOE) en flexion, et la cohésion interne (IB), ainsi que la stabilité dimensionnelle évaluée par l’expansion linéaire (LE), le gonflement en épaisseur (TS), et l’absorption d’eau (WA), qui ont été analysées comme variables de réponse dans l’étude. Diverses caractéristiques du bois et de la fibre, telles que la densité du bois, son pH et sa capacité tampon basique, le pH de la fibre et sa capacité tampon basique, la longueur moyenne arithmétique des fibres, leur largeur, le pourcentage de fines des fibres, le pourcentage de fibres réparties dans les tamis de taille >3,240 mm2, 0,828 mm2, 0,281 mm2, 0,017 mm2, et sur le tamis 0,017 mm2, ont été mesurées, et ont été utilisées comme variables prédictrices. L’analyse de régression linéaire multiple a été utilisée afin de mettre en évidence les rapports fonctionnels entre les propriétés des panneaux et les caractéristiques des bois et de la fibre. Les résultats indiquent que le module de rupture est négativement lié au pourcentage arithmétique moyen de fibres fines. Le module d’élasticité est affecté négativement par le pourcentage de petites particules (< taille 0,017 mm2) dans la pâte, et également lié au pH du bois et à d’autres caractéristiques du bois et de la fibre qui n’ont pas été mesurées et analysées. La cohésion interne dépend négativement du pourcentage arithmétique moyen de fibres fines, mais est amélioré par un contenu croissant de petites particules (< taille 0,017 mm2). Le pH de la fibre a eu un effet négatif sur le test de tension perpendiculaire. Les résultats indiquent également que la cohésion interne est liée à d’autres caractéristiques inconnues du bois et des fibres qui n’ont pas été incluses dans l’analyse. L’expansion linéaire du panneau s’est avérée être négativement liée à la densité du bois, et reliée à d’autres caractéristiques du bois et de la fibre qui n’ont pas été mesurées. Le gonflement en épaisseur a été négativement affecté par la longueur arithmétique moyenne des fibres. La largeur arithmétique moyenne des fibres a un effet négatif sur l’absorption d’eau des panneaux. Les valeurs des MOR, MOE et IB sont liées au contenu de fibres fines indiquant un rôle significatif du processus de raffinage.
The effect of raw material on the properties of medium density fiberboard (MDF) panels was investigated. Strength properties and dimensional stability of medium density fiberboard (MDF) panels made from black spruce (Picea mariana (Mill.) BSP.) fibers of 1-20, 21-40, and over 40 year-old were studied. An analysis of covariance (ANCOVA) was performed to examine the differences in modulus of rupture (MOR), modulus of elasticity (MOE), and thickness swell (TS) of the three types of panels, while panel density was treated as a covariate in order to adjust the mean values that were partly attributed to panel density. Results indicate that MOR, internal bond (IB), and water absorption of MDF panels made from 1-20 yearold fibers, were significantly superior to those of panels made from 21-40 and over 40 yearold fibers; but linear expansion (LE) of MDF panels made from 1-20 year-old fibers was significantly larger than that of panels from the other two age classes. The differences in MOR, IB, water absorption, and LE between panels made from 21-40 and over 40 year-old fibers were not significant. Comparisons of panel MOE and TS between the three age classes were relatively dependant on panel density due to the existence of interactions between the age classes. Strength properties and dimensional stability of MDF panels made from black spruce (Picea mariana (Mill.) BSP.) top, mid, and butt logs were studied. ANCOVA was conducted to examine the effect of log position in the tree on panel modulus of rupture and modulus of elasticity using the density of panels that were equilibrated at 22 oC and 65 % relative humidity (RH) as a covariate. Results indicate that MOE and IB of MDF panels made from top and mid logs were significantly superior to those of panels made from butt logs; however, there was no significant difference in MOE and IB between panels made from top and mid logs. Water absorption of panels made from top and mid logs was significantly lower than that of panels from butt logs, and the difference in water absorption between panels made from top and mid logs was not significant. TS of panels made from top logs was the smallest among the three types of panels and was significantly different vi from that of panels made from mid and butt logs. The panels made from butt logs yielded the highest TS, which was significantly different from the other two types of panels. The differences in LE between the panels made from top, mid, and butt logs were not significant. Comparison of MOR between panels made from top, mid, and butt logs was dependant on panel density due to the interactions between the three groups. Panel density affected both panel MOR and MOE considerably, however, its impact on IB, LE, TS, and water absorption was not significant in this study. Equations describing the relationships between MOR, MOE and panel density were developed. Flexural properties, internal bond strength, and dimensional stability of MDF panels made from three hybrid poplar (Populus spp.) clones with codes 915303, 915311, and 915313 were studied. The analysis of variance (ANOVA) and ANCOVA were both performed to test the differences in MOR and MOE of MDF panels made from the three poplar hybrids. Results indicate that MOR of MDF panels made from clone 915311 was significantly higher than that of panels made from clones 915303 or 915313; however, there was no significant difference in MOR between panels made from clones 915303 or 915313. MOE of panels made from clone 915311 was the highest, and significantly different from that of panels made from either clone 915303 or 915313; MOE of panels made from clone 915303 were the smallest and significantly lower than that of panels from clone 915313. MDF panels made from both clones 915303 and 915311 were superior to those panels made from clone 915313 in IB strength; but there was no significant difference in IB between panels made from clones 915303 or 915311. Dimensional stability of MDF panels was evaluated by LE, TS, and water absorption, and no significant differences were found between the three types of panels. This study shows a significant effect of hybrid poplar clonal variation on panel flexural properties and internal bond strength. This suggests that improvements in MDF panel flexural properties and internal bond strength may be achieved through tree breeding. Additionally, panel density was a factor influencing MDF panel MOR and MOE considerably; as significant linear relationships between MOR, MOE and panel density were determined. Feasibility of using two exotic larch species Larix gmelinii and Larix sibirica as raw material for MDF panel manufacturing was studied. Laboratory MDF panels were fabricated from fibers of these two individual larch species mixed with an approximate proportion of 4:1, and the properties of MDF panels made from fibers of spruce, pine, and fir (S-P-F) were studied as a control. A 10 % urea-formaldehyde (UF) resin and 0.5 % wax were blended with the fibers that were generated from larch and S-P-F. The schedule and temperature used for panel hot-pressing were kept constant when making the two types of panels. According to American National Standard ANSI A 208.2-2002 for evaluation of MDF panels for interior application, the MOR of the panels made from larch and S-P-F both met the requirement of Grade 120. The MOE of the panels made from larch did not meet the ANSI minimum requirement; the MOE of panels made from S-P-F met the requirement of Grade 120. Larch panels produced favorable internal bond strength compared to the panels made from S-P-F. IB of larch panels was 0.78 MPa, and met the requirement of ANSI grade 140. MOR and MOE of panels made from larch were lower than those of panels made from S-P-F. This difference can be compensated through optimizing hot-pressing parameters so as to acquire desirable panel density profile. Additionally, the properties of MDF panels made from larch can be improved by properly manipulating refining parameters to reduce fine fiber content in the pulp. It was also found that linear expansion of the panels made from larch was significantly higher than that of the panels fabricated from S-P-F. According to ANSI/AHA A 135.4-1995 standard for basic hardboard, thickness swell and water absorption of the two types of panels were below the maximum specified values. It can be concluded that it is feasible to use the two exotic larch species as raw material for MDF panel manufacturing, although they are still inferior to SP- F. Properties of MDF panels in relation to wood and fiber characteristics were investigated. Laboratory MDF panels were manufactured from raw fiber materials of black spruce (Picea mariana (Mill.) BSP.), hybrid poplar clones (Populus spp.), two exotic larch (Larix gmelinii and Larix sibirica), and a mix of spruce, pine, and fir (S-P-F) wood chips. The panels were evaluated for MOR, MOE, IB, LE, TS, and water absorption (WA). These properties were analyzed as response variables. As predictor variables, various wood and viii fiber characteristics were measured including wood density, pH and base buffering capacity and fiber coarseness. Multiple linear regression analysis was performed to develop the functional relationships between panel properties (response variables) and wood fiber characteristics (predictor variables). Ten dummy variables were created and incorporated into the analysis to examine the effects of wood species or type on MDF panel properties. MOR was negatively related to arithmetic fine percentage. MOE was negatively affected by the percentage of small particles which can pass through the mesh with size of 0.017 mm2 (mesh size smaller than 0.017 mm2) and wood pH. IB strength was negatively related to arithmetic fine percentage and fiber pH, but positively related to the percentage of small particles (mesh size smaller than 0.017 mm2). Wood density affected LE. TS was negatively affected by arithmetic mean fiber length. Arithmetic mean fiber width had a negative effect on panel WA. The presence of the dummy variables in MOE, IB, and LE models indicates that wood fiber characteristics other than those measured in this study affected panel MOE, IB, and LE significantly. The study indicates that refining process can play a significant role in manipulating MDF panel properties.

Des travaux ont permis d’évaluer la résistance et la susceptibilité au chablis de l’épinette noire (Picea mariana (Mill.) B.S.P.) en structure régulière et irrégulière. Des expériences de treuillage ont permis d’évaluer le moment de force critique afin de quantifier la résistance des arbres au renversement et au bris de tige. Différents modèles ont été ajustés aux données. Le moment de force critique est fonction de la masse de la tige dans tous le cas et influencée par la structure ou les ratios hauteur : diamètre dans certains cas. Ces résultats sur la résistance, de même que la modélisation de la cime et plusieurs autres ajustements, furent intégrés dans le modèle ForestGALES afin de quantifier la susceptibilité au chablis. La susceptibilité apparaît fort variable entre et au sein de chaque type de structure, mais l’espacement et le rapport hauteur : diamètre expliquent la majeure partie de la variabilité observée.
Works aimed to evaluate windthrow resistance and susceptibility for black spruce (Picea mariana (Mill.) B.S.P.) stands of regular and irregular structure are presented here. Performed tree pulling works permitted to evaluate the critical bending moment in order to quantify the resistance of trees to overturning and stem breakage. Different models where fitted to the data. The critical bending moment is function of stem weight in all cases and influenced by the structure type or the height:diameter ratio in some cases. These results on mechanical resistance, along with crown modelling results and other adjustments, were used in an adaptation of the ForestGALES model in order to quantify windthrow susceptibility. Susceptibility appears to be quite variable between compared stands, both between and within structure types, but average tree spacing and height:diameter ratio explain most of the observed variability.

Québec, à l’instar d’autres villes nord-américaines, s’est étalée très rapidement au cours des trois dernières décennies. Nous avons mesuré l’effet de l’étalement urbain sur les tendances démographiques des oiseaux hivernants en identifiant parmi 29 espèces, celles dont les tendances étaient corrélées à l’évolution de l’habitat résultant de cet étalement urbain. Pour identifier ces espèces, nous avons utilisé les données du Recensement des oiseaux de Noël de Québec ainsi qu’une série de photos aériennes du territoire correspondant, pour la période de 1978 à 2003. Le cercle de Recensement des oiseaux de Noël de Québec (un cercle de 460 km2) est divisé en 75 parcelles d’inventaire. Pour étudier l’évolution de l’utilisation du sol de ces parcelles, nous avons numérisé et géoréférencé six séries de photographies aériennes prises entre 1978 et 2003, puis mesuré les zones urbaines vertes (parcs, lotissements résidentiels, etc.), les zones urbaines grises (industries, commerces, etc.), les terres agricoles, les friches et les îlots boisés. Pour répondre à nos objectifs et mettre en relation les données ornithologiques avec les variables d’utilisation du sol, nous avons procédé en 2 étapes. La première consistait à attribuer à chaque parcelle une mesure d’habitat spécifique à chaque espèce, et cela pour chaque année (ce calcul prenait en considération l’association des espèces avec les différentes catégories d’utilisation du sol). Dans la seconde étape, nous avons mis en relation la tendance démographique des populations et l’évolution locale des superficies correspondantes d’habitat pour 1) l’ensemble des espèces et 2) chaque espèce prise individuellement. De manière générale, les 29 espèces hivernantes étudiées fréquentaient préférentiellement les zones urbaines « vertes » alors qu’elles se retrouvaient rarement en terres agricoles. La majorité des espèces (21 sur 29) semblent avoir gagné de l’habitat de façon significative. Les espèces ayant gagné le plus en habitat sont celles pour lesquelles les tendances démographiques ont montré les plus fortes hausses. Au moins sept espèces montraient une association prononcée entre leur tendance démographique et l’évolution de leur habitat. Cependant, pour de nombreuses espèces la part de la variation qui est expliquée par l’étalement urbain est rendue difficile d’interprétation car de nombreux facteurs peuvent influencer les tendances démographiques de celles-ci.
Québec City, along with other North American cities, has experienced a very rapid growth in area in the last three decades. We assessed the consequences of urban sprawl on wintering bird trends by determining, among 29 wintering species, those whose trends were correlated to habitat change resulting from urban sprawl. We used data from Christmas Bird Counts (CBC) of Québec City and a series of aerial photos taken between 1978-2003. The Québec Christmas Bird Count territory (a 460 km² circle) is divided in 75 census plots. In order to study land use trends of these plots we scanned and georeferenced 6 series of aerial photos taken between 1978 and 2003 and measured “Green” (parks, residential zones, etc.) and “Grey” (industrial, commercial, etc.) urban areas, agricultural lands, fallow lands and forest patches. We proceeded in two steps. First, we calculated a specific habitat area index for each census plot, species, and year of the study (this habitat index took into account species associations to each land use). Then we measured the relationship between population trends and corresponding habitat change for 1) all the species and 2) individual species. Most species were associated to « green » urban areas and avoided agricultural areas. A large number of species showed a significant habitat gain. Species that had the highest habitat gains showed the highest increase in their population trends. Population trends for at least seven species were strongly associated with local habitat change. However, in most species, association explained by urban sprawl per se is not clear, numerous factors could play a major role in population trends.

Les émissions anthropogéniques de dioxyde de carbone ont changé le climat de la Terre. Les forêts boréales contiennent de vastes quantités de carbone (C) et peuvent donc jouer un rôle crucial dans le cycle du C global. Les pessières noires dominent la forêt boréale nord-américaine, il est donc nécessaire de comprendre leurs réponses à la variabilité du climat et aux perturbations écologiques telle la récolte forestière afin d’identifier les facteurs influençant les échanges de C entre la biosphère terrestre et l’atmosphère. Le premier chapitre de recherche (Chap. 3) présente une comparaison des échanges de C de trois pessières noires matures de différentes régions du Canada. Cette étude a montré que le sol plus chaud sous un couvert de neige plus épais en hiver et de faibles niveaux de lumière en juin au site de l’est du Canada, des conditions communes dans cette région, ont réduit la séquestration de C relativement aux sites du Canada central. Une paramétrisation générale à une échelle de temps mensuelle a suffit à caractériser la réponse des pessières noires matures aux conditions environnementales. Dans le deuxième chapitre de recherche (Chap. 4), le bilan de C et la réponse des échanges de C aux conditions environnementales de pessières noires mature et récemment récolté de l’est du Canada ont été quantifiés. Le bilan de C de ces pessières noires était davantage affecté par leur stade de développement que les variations interannuelles du climat. La réponse des échanges de C aux facteurs environnementaux a montré une plus forte variabilité entre et à l’intérieur des années au site récolté due à la structure dynamique de la végétation. Le troisième chapitre de recherche (Chap. 5) concerne les échanges de C du parterre forestier d’une pessière noire mature de l’est du Canada mesurés sur différents microsites. La respiration du sol et la photosynthèse du parterre forestier ont respectivement contribuées à 76-88% et 16-17% de la respiration et de la photosynthèse totales de l’écosystème. Les différences observées de réponse de la respiration du sol aux facteurs environnementaux suggèrent que le type de microsite peut refléter la variabilité spatiale de la respiration du sol. Ces trois études procurent de l’information utile pour paramétrer et modéliser la réponse de la forêt boréale aux variations du climat et aux perturbations écologiques.
Carbon dioxide emissions from human activities are changing the Earth’s climate. The boreal forest contains enormous carbon (C) stocks and hence it plays a critical role in the global C cycle. Black spruce ecosystems are the dominant cover type in the North American boreal forest, thus it is necessary to understand their response to both climate variability and to ecological disturbances such as forest harvest so as to identify the factors influencing C exchange between the biosphere and the atmosphere. The first research chapter (Chap. 3) of this thesis presents a comparison of C exchange for three old black spruce ecosystems located in different regions of Canada. This study showed that warmer soil under deeper snowpack in winter and low light levels in June at the eastern Canada site, which are common conditions in that region, reduced C sequestration relative to that of similar ecosystems in central Canada. Furthermore, a general parameterization at a monthly time resolution was sufficient for characterizing the physiological response of all three black spruce ecosystems to environmental conditions. In the second research chapter (Chap. 4), the C balance and the response of C exchange to environmental conditions of a mature and a recently harvested black spruce site in eastern Canada were quantified. The C balance of these black spruce ecosystems was more affected by their respective developmental stage than by inter-annual climate variability. The response of C exchange to environmental factors showed a greater between- and within-year variability at the harvested site due to the dynamic structure of the vegetation. The third research chapter (Chap. 5) examined forest floor C exchange for a mature black spruce site in eastern Canada measured on different microsites. Soil respiration and forest floor photosynthesis accounted for 76-88% and 16-17% of total ecosystem respiration photosynthesis, respectively. The observed differences of the response of soil respiration to environmental factors suggest that microsite can reflect the spatial variability of soil respiration. All three of these studies provide valuable information for parameterizing and modeling the response of boreal forests to climate variability and to ecological disturbance.