Les objectifs de cette étude étaient d’établir la succession d’espèces saproxyliques chez le sapin baumier (Abies balsamea [L.] Mill.), défolié par la tordeuse des bourgeons de l’épinette (Choristoneura fumiferana [Clemens]) et de déterminer le niveau seuil au-dessus duquel la colonisation survient massivement. Nous avons également déterminé l’influence du niveau de défoliation sur la préférence et la réussite de ponte du longicorne noir (Monochamus scutellatus [Say]), espèce connue pour causer des dommages considérables dans le bois. Les niveaux de défoliation étudiés étaient léger, modéré, sévère et totale. Afin de caractériser la communauté d’insectes visitant les arbres sélectionnés, des pièges à interception fixés au tronc ont été utilisés. Une quarantaine d’espèces ont visité davantage les arbres présentant une défoliation sévère et totale comparativement aux autres niveaux. Par les procédés d’écorçage et la mise en élevage, de sections de tronc, on a mis en évidence une succession d’espèces qui ont colonisé les arbres affaiblis, soit Serropalpus substriatus, Pityokteines sparsus, Monochamus scutellatus et Pissodes substriatus et les arbres morts, soit Sirex cyaneus et Trypodendron lineatum. Cette communauté d’insectes est connue pour former des galeries et transporter des champignons qui peuvent accélérer la dégradation du bois. Par conséquent, il était nécessaire de déterminer le niveau de défoliation auquel les insectes répondaient le plus. Nous avons déterminé qu’à partir de 90 % de défoliation globale de l’arbre, les insectes secondaires colonisaient massivement les sapins. Nous n’avons pas établi de lien entre la présence des insectes et les concentrations de monoterpènes contenu dans l’écorce des sapins. Des tests de choix ont révélé une préférence d’oviposition, par les femelles de longicorne noir, pour les arbres sévèrement défoliés, mais les cicatrices d’oviposition ont été retrouvées sur tous les niveaux de défoliation avec un nombre plus élevé sur les arbres de défoliation légère. L’installation de pièges à interception semble être un outil efficace afin de prédire les dommages au bois et ainsi fournir des recommandations pour les plans spéciaux de récupération.

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.

Le succès de l’application d’une coupe partielle dans les peuplements feuillus repose sur la contribution des arbres prélevés et résiduels à la croissance globale du peuplement, ce qui peut être capté par un critère à l’échelle du peuplement appelé le coefficient de dominance de croissance (CDC). L’objectif principal de cette étude était donc de tester la pertinence d’utiliser le CDC pour évaluer le succès de coupes partielles appliquées à des peuplements d’érable à sucre (Acer saccharum Marsh.) et de bouleau jaune (Betula alleghaniensis Britt.) de structures équienne et inéquienne. Pour ce faire, le CDC a été calculé de deux façons, c’est-à-dire en utilisant comme base de calculs la biomasse des tiges ou la surface foliaire des arbres. Par la suite, nous avons utilisé des modèles linéaires mixtes pour vérifier si une coupe de jardinage dans les peuplements de structure inéquienne occasionnait un changement de CDC à court et à moyen termes, et pour vérifier si les effets de la vigueur et de la taille de l’arbre avant la coupe influençaient la croissance en diamètre de l’arbre après la coupe. Les résultats indiquent que les CDC calculés à partir de la biomasse des tiges étaient semblables aux CDC calculés à partir de la surface foliaire des arbres dans les peuplements de structure équienne (p = 0,7200), mais qu’ils avaient des valeurs plus basses dans les peuplements de structure inéquienne (p < 0,001). De plus, les coupes partielles n’ont pas significativement modifié les CDC à court (p = 0,7721) et à moyen (p = 0,8363) termes. Cependant, plusieurs arbres qui avaient une croissance rapide avant la coupe ont réagi négativement à la coupe partielle alors que de nombreux arbres qui avaient une croissance lente avant la coupe ont réagi positivement. En somme, l’évaluation du succès d’une coupe partielle semble difficile en utilisant un critère à l’échelle du peuplement comme le CDC. Une telle évaluation, ainsi qu'une meilleure compréhension des effets d'une coupe partielle, pourraient toutefois être obtenues par une analyse de croissance à l’échelle de l'arbre ou de la classe de diamètre. / The success of applying a partial cut in northern hardwood stands is based on the contribution of harvested and residual trees to overall stand growth, which can be captured by a stand-level criterion called the growth dominance coefficient (GDC). The main objective of this study was to test the relevance of using the GDC to evaluate the success of partial cuts applied to even-aged and uneven-aged sugar maple (Acer saccharum Marsh.)-yellow birch (Betula alleghaniensis Britt.) stands. To do this, we first determined whether GDC calculated with two indicators of resource acquisition, stem mass and tree leaf area, produce similar results after partial cutting according to stand structure. Second, using mixed linear models, we determined the effect of selection cuts on GDC in uneven-aged stands over the short and medium term, and we quantified the effects of tree vigour and size before cutting on diameter growth response of trees after cutting. Results indicate that GDC calculated based on stem mass were similar to GDC calculated based on tree leaf area in even-aged stands (p = 0.7200) but were significantly lower in uneven-aged stands (p < 0.001), likely because of a limited ability for crown expansion in large trees. Furthermore, selection cutting in uneven-aged stands did not significantly change GDC in the short (p = 0.7721) and medium (p = 0.8363) term. However, several trees that grew rapidly before cutting responded negatively to partial cutting while many trees that grew slowly before cutting responded positively. Overall, assessing the success of a partial cut seems difficult using a stand-level criterion such as the GDC. Such an assessment, as well as a better understanding of the effects of a partial cut, could, however, be obtained by a more detailed growth analysis performed at the tree or diameter class level.

Le dépérissement et l’effondrement des peuplements matures dominés par le peuplier faux-tremble (Populus tremuloides Michx.) ont souvent été observés un peu partout en Amérique du Nord. Des études récentes indiquent que la sécheresse, la défoliation par les insectes, l’activité des pathogènes fongiques et les changements climatiques constituent les facteurs majeurs responsables de ces phénomènes dans l’ouest canadien. Ils s’observent également au Québec aux endroits où l’on retrouve de vieux peuplements de peuplier. L’objectif de cette étude est de déterminer les taux d’apparition de dépérissement et d’effondrement du peuplier faux-tremble dans le nord-est de l’Alberta et de déterminer leur variabilité dans le paysage. Nous avons utilisé des données de deux inventaires forestiers consécutifs réalisés en 1978 et en 1990 pour produire un échantillon de 6837 points (peuplements ou parties de peuplements). Nous n’avons retenu que les peuplements de peuplier purs ou presque purs, âgés de 60 ans et plus et dont la hauteur dans le premier inventaire est supérieure à 6-12m. Les attributs du peuplement, tels que la hauteur, l’âge, la densité et la composition du sous-bois, ont été analysés pour déceler des trajectoires de succession possibles et identifier le dépérissement et l’effondrement. Ces attributs du peuplement, avec l’indice d’humidité du climat, le type de couvert forestier et l’intervalle de temps entre les inventaires ont été utilisés comme variables dans les modèles de régression logistique prédisant l’effondrement et le dépérissement. Nos résultats confirment qu’il y a bel et bien dépérissement et effondrement de peupliers: sur un échantillon final de 1756 peuplements, 171 sont classés comme peuplements ayant connus un dépérissement ou un effondrement sur une période d’environ 17 ans, soit 9,73 % de notre échantillon final. Le taux annuel d’effondrement et de dépérissement est de 0,59%, tandis que celui du dépérissement uniquement est de 0,15 %. L’âge, la présence de sous-bois et l’interaction climat-âge augmentent avec la probabilité d’effondrement et de dépérissement tandis que la densité et l’indice d’humidité du climat influencent négativement ces deux phénomènes. Un effet aléatoire à l’échelle du paysage avec une variance de 0,83 (traduisant une influence non négligeable de l’effet aléatoire) contre une variance résiduelle de 0,92 a été observé à partir de l’analyse de modèles mixtes. L’âge et la densité du peuplement restent les meilleurs prédicteurs de ces deux phénomènes. / Dieback and collapse of mature stands dominated by trembling aspen (Populus tremuloides Michx.) have often been observed in North America. Recent studies indicate that drought, insect defoliation, activity of fungal pathogens and climate change are the major factors responsible for these phenomena in Western Canada. They are also observed in Quebec, where we find old aspen stands. The objective of this study is to determine the rates of aspen dieback and collapse in north-eastern Alberta and to determine their variability across the landscape in order to develop predictive statistical models based on stand attributes and climate moisture index. Forest inventory data from approximately 1978 and 1990 were used to produce a large sample of 6837 points (a statistical unit meaning a stand or a part of a stand). A subset of this sample where only pure or nearly pure aspen stands 60 years old or greater and whose height in the first inventory was greater than 6-12m were selected for analysis. The stand attributes height, age, density and the presence or absence of regeneration were compared between the two inventories to find possible successional pathways and identify the phenomena of concern. These stands attributes, along with a climate moisture index, forest cover type and the number of years between inventories, were used as covariates in logistic regression models to predict the aspen collapse and dieback. Our findings confirm the occurrence of aspen dieback and collapse: in a final sample of 1756 points, 171 are classified as having undergone dieback and collapse after 17 years, or approximately 9.73% of our final sample. The annual rate of joint collapse and dieback is 0.59%, while for dieback only it is 0.15%. Age, presence or absence of regeneration and the interaction of climate moisture index and age increase the probability of collapse and dieback. Stand density and climate negatively influence the two phenomena. A landscape level random effect with a variance of 0.83 (showing the importance of random effect influence) versus a residual variance of 0.92 was observed in the mixed models analysis. Stand age and density remain the best predictors of these two phenomena.

Bien davantage que le ± poumon ¿ de la Terre, les forêts équatoriales et notamment la forêt amazonienne représentent un enjeu considérable du point de vue de la biodiversité mais aussi du climat global. Il est donc nécessaire d'apprendre à mieux les connaître afin de mieux les protéger. Par conséquent, au travers de cette étude, nous avons tenté de nous familiariser le plus possible avec ce milieu complexe et varié, en nous aidant en premier lieu d'une revue bibliographique multi disciplinaire poussée. On y a découvert un monde très hétérogène mais formant une seule entité. Cette forêt est particulièrement fragile, et mise à mal par les activités humaines, notamment la deforestation. Celle-ci entraînant probablement une dégradation indirecte des forêts résiduelles, en termes d'assèchement. Par le biais de la télédétection satellitaire à imagerie visible et infrarouge, nous avons été en mesure de localiser avec une précision de l'ordre de 500m la progression du front de deforestation au cours de la période 2000 - 2007, puis de détecter les variations spatiotemporelles de teneur en eau de la végétation. Le principal acteur de la présente étude est l'indice de sécheresse SIWSI, obtenu par le capteur passif MODIS, et il représente le moyen le plus adapté à notre disposition. L'objectif principal de ce travail était de mesurer l'assèchement relatif des franges forestières à plus ou moins grande distance des lisières adjacentes aux surfaces défrichées. Grâce à une étude géostatistique, il en est ressorti que la perte moyenne de teneur en eau de ces parties forestières en contact avec le front de deforestation est bien réelle. Que ce soit au cours de la saison sèche ou durant la période de 8 années, l'assèchement s'est avéré assez intense et en progression vers les zones frontales de forêt dense, qui se montre ainsi très vulnérable à toutes sortes d'agressions. Pour ce qui concerne les forêts résiduelles situées un peu en retrait à l'arrière du front, la présence de vastes aires défrichées entraîne non seulement leur assèchement progressif et constant , mais elle aussi un désordre important dans le réseau hydrologique.

Le genre Fraxinus comprend environ 45 espèces d’arbres et d’arbustes de zones tempérées, colonisant des habitats variés de l’hémisphère Nord. Une diversité intraspécifique et interspécifique élevée justifiait le besoin de l'estimation d'une phylogénie moléculaire permettant de mieux reconstituer et interpréter l'histoire biogéographique de ce genre d’angiospermes circumpolaires, et ce à l’échelle générique, mais aussi à l’échelle spécifique en Europe. L’étude de la diversité génétique des séquences du génome chloroplastique n’a pas permis de distinguer les différentes espèces du genre, particulièrement lorsque ces espèces étaient phylogénétiquement proches, en raison de taux de divergence particulièrement bas. Toutefois, certaines sections taxonomiques du genre ont pu être identifiées convenablement grâce à ces séquences d’ADN chloroplastique. Ces résultats montrent que l’utilisation de régions du génome chloroplastique comme code-barre moléculaire, en dépit de bons résultats dans plusieurs genres non ligneux, ne pourrait être une solution universelle pour l’estimation de la biodiversité et la reconnaissance taxonomique chez les arbres. Les efforts subséquents se sont donc portés sur l’identification et l’utilisation de régions du génome nucléaire pour l’estimation de la phylogénie du genre. Les sections précédemment décrites dans la littérature ont été retrouvées, et les espèces n’ayant pu être attribuées à un groupe taxonomique (incertae sedis) ont été assignées de manière robuste à la section Melioides. Certaines espèces de la section Melioides semblaient avoir échangé des gènes récemment ou avoir radié, formant une polytomie dans l’ensemble des jeux de données. À partir de cette phylogénie ont été inférés trois évènements de dispersions intercontinentales, deux de l’Amérique du Nord vers l’Asie, et un de l’Asie vers l’Amérique du Nord. L’évolution de la section Fraxinus, qui se retrouve principalement en Eurasie, a ensuite été étudiée et datée, afin de déterminer si des facteurs géologiques ou climatiques passés pouvaient être responsables de la structure de la diversité génétique actuellement observée. Une incongruence topologique majeure a été détectée entre les phylogénies découlant de différentes régions du génome nucléaire, mettant en évidence une évolution réticulée ancienne entre F. angustifolia et F. mandshurica. La mise en place de l’Himalaya et les changements climatiques de la fin du Tertiaire pourraient expliquer les évènements de spéciation dans la section, alors que le réchauffement climatique intervenu durant le Miocène pourrait avoir offert les conditions climatiques nécessaires au rapprochement des distributions naturelles et à l’évolution réticulée observée entre F. angustifolia et F. mandshurica. L’ensemble de nos résultats confirme le rôle important joué par l’hybridation naturelle et l’évolution réticulée ancienne, apportant un éclairage nouveau sur l’influence majeure qu’ont eu les changements environnementaux sur la mise en place de la diversité génétique et taxonomique actuelle dans le genre Fraxinus. / The genus Fraxinus contains about 45 species of temperate trees and shrubs colonizing various habitats in the Northern hemisphere. A great intraspecific and interspecific diversity indicated the need to estimate a molecular phylogeny in order to reconstruct and interpret the biogeographic history of this circumpolar angiosperm tree genus, both at the generic and the specific scale in Europe. The study of cpDNA diversity did not allow to distinguish among the different species of the genus, particularly when these species were closely related, due to very low divergence rates at the nucleotide level. However, some taxonomical sections of the genus could be recognised. These results show that the use of cpDNA regions as a molecular barcode cannot be a universal answer for the estimation of forest tree biodiversity, despite the good discrimination and results obtained with herbaceous plants. Thus, subsequent efforts at estimating the phylogeny of the genus were thus directed towards nuclear regions. The sections previously described were retrieved, and species that could not be attributed to a taxonomic group (incertae sedis) were assigned with confidence to the section Melioides. Some species of the section Melioides appeared to have exchanged genes recently or having radiated, forming a polytomy in all datasets. According to this phylogeny, three dispersal events were inferred, two from North America to Asia, the last from Asia to North America. The evolution of the section Fraxinus, which is mainly found in Eurasia, was further investigated and the phylogeny dated, in order to determine associations between past geological and climatic changes and the extant genetic diversity. A major incongruence was detected between tree topologies derived from different regions of the nuclear genome, indicating ancient reticulate evolution between F. angustifolia and F. mandshurica. The Himalaya uplift and climatic changes observed during the end of Tertiary could explain the speciation events in the section, whereas the warmer climate during the Miocene could have provided favourable conditions for expanding natural ranges, favouring reticulate evolution between F. angustifolia and F. mandshurica. All these results confirm the key role of natural hybridization and ancient reticulate evolution, highlighting the major influence of environmental changes on structuring the present taxonomical and genetic diversity of the genus Fraxinus.

L'épinette blanche (ÉPB) (Picea glauca [Moench] Voss) est une des principales essences forestières plantées au Canada. Une croissance racinaire insuffisante est un problème récurrent lors de la production de plants d'ÉPB destinés au reboisement et contribue à la production d'un grand nombre de plants qui ne respectent pas les critères de qualité. Afin d'améliorer notre compréhension de la croissance racinaire et de la physiologie de cette essence, trois expériences ont été menées en pépinières pour mieux cerner les effets de l'irrigation, du gel automnal et de l'origine génétique des semences sur la croissance, la nutrition minérale et la capacité photosynthétique de plants d'ÉPB. En comparant trois régies d'irrigation maintenues constantes pendant la deuxième saison de croissance, il a été démontré qu'il était possible de diminuer les teneurs en eau du substrat sans compromettre ni la croissance ni l'endurcissement des parties aériennes et des racines des plants (2+0). La comparaison de plants (1+0) et (2+0) représentant 75 familles uni-parentales a révélé un contrôle génétique fort aux niveaux familial et individuel de toutes les caractéristiques morphologiques des plants. De plus, selon la relation faible établie entre la variation familiale existant au stade des semences et la variation familiale au stade des plants, la prise en compte des caractéristiques des semences dans l'estimation des héritabilités des caractéristiques des plants (2+0) ne semble pas justifiée. Enfin, la masse sèche des racines étant corrélée génétiquement et positivement avec le diamètre des plants, une sélection indirecte en faveur des racines pourrait être efficacement basée sur le diamètre. Des plants (2+0) produits avec des semences provenant des dix vergers à graines d'ÉPB les plus utilisés au Québec présentaient des différences significatives entre les vergers pour leur hauteur et la masse de leurs parties aériennes, seulement. Les vergers ont été regroupés sur la base des caractéristiques de leurs descendants en deux groupes; les vergers du groupe le plus méridional produisant des plants plus grands avec, proportionnellement, moins de racines. Les résultats de cette thèse contribueront à l'optimisation de certaines pratiques culturales et à une meilleure compréhension des processus complexes qui régissent la croissance racinaire des plants en pépinières.

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

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.

Le bois a été l’un des premiers matériaux utilisés par l’homme et possède encore aujourd’hui beaucoup de potentiel dans la construction. En effet, de nombreux matériaux d’ingénierie ont été développés à partir du bois, comme les panneaux de bois lamellé-croisé (CLT). Ces matériaux permettent d’être compétitifs avec le béton ou l’acier en termes de performance, de coût et d’empreinte environnementale. L’extraction des ressources, la fabrication de matériaux de construction et la construction elle-même (transport et machinerie) sont énergivores et à l’origine d’importants dégagements de gaz à effet de serre. Le bois est une ressource renouvelable qui a l’avantage de fixer du carbone lors de sa croissance et de le conserver une fois en service. Durant sa vie utile, un bâtiment va aussi consommer de l’énergie pour le chauffage / la climatisation et l’éclairage. C’est pourquoi la recherche de l’efficacité énergétique est nécessaire. Le CLT est un matériau d’ingénierie qui a le potentiel de démocratiser les bâtiments de moyenne hauteur en bois. En cela le CLT est avantageux pour la performance énergétique, puisque les panneaux font un effet barrière à l’air, à la vapeur et à la chaleur. Dans le système constructif en CLT, les jonctions avec les autres panneaux et les percements sont les principaux chemins de fuites pour l’air. Les infiltrations/exfiltrations vont être responsables d’importantes pertes thermiques. De plus, les exfiltrations peuvent induire une humidité excessive en présence de chaleur dans le mur, provoquant la croissance de moisissure et de pourriture du bois. La résistance des matériaux et la santé des occupants peuvent être compromises à moyen et long terme. Le but de ce projet est d’évaluer l’impact des tolérances d’assemblages, en présence d’une fuite d’air, sur la performance énergétique et la durabilité du mur afin de vérifier si les tolérances d’assemblages représentent un risque à prendre en considération ou non. Des thermographies d’une jonction en angle de murs en CLT prises lors d’une dépressurisation du bâtiment ont permis d’identifier une fissure. Un travail de modélisation de la fissure en fonction des températures observables a ensuite permis de dimensionner la fissure (0,72 mm traversant l’isolation) en considérant une tolérance d’assemblage pour le CLT de 2 mm. Cette fissure « modèle » a ensuite été transposée dans le cas d’un mur plat, afin que ne soit pas considéré le pont thermique lié à l’angle. Une analyse de l’impact sur la performance énergétique de tolérances d’assemblages variables a été réalisée par simulation informatique, pour une infiltration et une exfiltration. La simulation a également permis d’analyser l’impact sur la durabilité, en termes de développements fongiques et de risque de condensation, d’une exfiltration sur notre fissure « modèle ». La simulation a montré que l’impact d’une infiltration sur la performance énergétique est 1,62 fois plus grand que pour une exfiltration, qui est elle-même 1,37 fois plus énergivore qu’un mur sans fissure. L’influence de la largeur de la tolérance d’assemblage est minorée par la dimension de la fissure dans le reste du mur. La simulation des échanges hygriques dans la fissure a montré que la croissance de moisissure est à craindre en surface, lorsque l’humidité relative de l’air est de 40 % et plus. La zone touchée est principalement l’isolation, mais s’étend jusqu’au CLT à mesure que l’humidité relative de l’air exfiltré augmente. L’humidité de l’air condense à proximité de la sortie de l’exfiltration, ce qui peut mener à une accumulation de givre sous le revêtement extérieur. Le résultat de ces simulations permet de mettre l’accent sur l’importance de la continuité du pare-air et de la mise en place de mesures pour éviter qu’une tolérance d’assemblage soit un chemin libre pour l’air. L’utilisation de joints adhésifs souples pouvant épouser la découpe irrégulière du CLT et amortir les variations dimensionnelles permettrait de réduire les risques liés aux fuites d’air. / Wood is one of the first material mankind used to work with and is still full of potential for building sector. Many engineering materials have been developed from wood, such as the cross-laminated timber (CLT). Wooden engineering materials are as performant as steel and concrete but are also cost effective and have a lower environmental footprint. Resources extraction for the manufacture of building materials and the building phase itself require a lot of energy, and generate or release important amount of greenhouse gaz. Wood is a sustainable resource that has the benefit of being able to capture carbon during its growing phase and to preserve it. In service, buildings will have heating and cooling loads, depending of their energy efficiency, high energy efficiency is required to lower the overall energy footprint of buildings. CLT has the potential to be a greener substitute to reinforced concrete in the mid-rise building. CLT helps to reach energy efficiency because wood panels act as a barrier for air, vapor and heat. In CLT building system, junctions between panels and with other elements (ducts, wiring, etc) are the main leakage paths through the envelope. Infiltrations and exfiltrations are responsible for important heat losses. Exfiltrations can also lead to excessive moisture accumulation in the walls, resulting in mold and rot growth. Structural integrity and air quality can be jeopardized on the average/long term. The aim of this project was to assess the impact of gaps between CLT panels, in case of air leakages, on the energy efficiency and durability of the wall. A real case of infiltration in a corner of a CLT building was used to size an air leakage area in the insulation (0.72 mm through the insulation considering a 1 m high wall), intended an assembly tolerance or gap of 2 mm. The gap was then extrapolated to a flat wall, to exclude the thermal bridge effect of the corner. An energy efficiency assessment was done using simulations for both cases of infiltration and exfiltration, with variable assembly gap. Simulation also permits to assess the impact on durability, on mold growth risks, of the exfiltration for variable exfiltrated air relative humidity. Results show that infiltration has a greater impact (1.62 times) than exfiltration, which is itself 1.37 times more energy-consuming than a perfect wall. The impact of the assembly gap variations in the CLT is restricted by a maximum flow rate dicted by the air leakage path in the insulation. Simulation of moisture transfer shows that mold growth is to fear on the gap surface through the wall, when the exfiltrated air relative humidity exceeds 40 %. The first mold development should primarily affects the insulation, but extends to the CLT as the relative humidity of the exfiltrated air increases. Condensation occurs in the insulation near the outlet of the exfiltration, leading to an accumulation of ice behind the external cladding. Results of simulations show how important it is to keep the air barrier continuous, and to avoid that assembly gaps in the CLT act as shortcut for eventual air leaks. The use of flexible adhesive joints, which can match the irregular cut of the CLT and dampen the dimensional variations would reduce the risks of air leakage.