La tordeuse des bourgeons de l’épinette (TBE), Choristoneura fumiferana (Clem.), est le ravageur le plus important des forêts de l’Amérique du Nord. L’éclaircie a été souvent recommandée pour réduire les pertes ligneuses causées par les épidémies de TBE. Ceci est basé sur l’hypothèse que l’impact positif de cet outil sylvicole sur la vigueur des arbres résiduels devrait les rendre plus résistants aux défoliations de TBE. Cependant, les résultats de différentes études sont contradictoires. Le but de cette étude consiste à mieux cerner les impacts de ce traitement sylvicole sur l’insecte et sur ses hôtes selon diverses situations et de suivre ces impacts dans le temps. Pour y parvenir, des élevages sur le terrain de TBE et des analyses chimiques foliaires des essences hôtes ont été effectués selon un gradient d’éclaircie (réduction de 0, 25 et 40% de la surface terrière du peuplement) et de qualité de drainage du site (mésique avec drainage oblique, subhygric, hydrique). Des élevages ont aussi été effectués sur des sites à drainage rapide. L’ensemble des travaux a été conduit dans le domaine de la sapinière à bouleau blanc. Les résultats de cette étude démontrent que l’éclaircie réduit à court terme la résistance des sapins à la TBE et que ce phénomène est lié à des baisses significatives de certains monoterpènes dont les concentrations dépendent fortement de la qualité de drainage du site. Cependant trois ans après le traitement, celui-ci entraîne une forte augmentation de la résistance des sapins baumiers à l’insecte. Cette augmentation de résistance est essentiellement due à une augmentation de production foliaire (accroissement de la tolérance) et est particulièrement marquée dans les peuplements évoluant sur des sites hydriques soumis à des intensités d’éclaircie de 40% de réduction de surface terrière. Cette résistance accrue se maintient pour au moins 6 ans après l’application du traitement. Ces résultats suggèrent que cette technique sylvicole pourrait être utilisée comme mesure préventive visant à réduire l’impact négatif de TBE sur les forêts québécoises. / Spruce budworm (Choristoneura fumiferana (Clem.)) is the most destructive insect pest in the maritime and boreal forests of North America. Thinning has been recommended to reduce damage caused by spruce budworm. The positive impact of this silvicultural procedure on the vigour of the residual trees should, in theory, render them more resistant to budworm defoliation. However, various research projects focused upon effects of this silvicultural tool on host tree resistance have yielded equivocal results. The main objective of this project was to clarify the real effect of thinning on host tree resistance to spruce budworm attacks. Field-rearing experiments with spruce budworm were conducted, together with foliar chemical analyses, along a gradient of stand thinning density (0%, 25%, and 40% stand basal area reduction) and drainage class (mesic with seepage, class 3; subhygric, class 4; hydric, class 5) in balsam fir–paper birch association stands. Rearing experiments were also conducted in rapidly drained sites (class 2). The results showed that resistance to spruce budworm of balsam fir, unlike white and black spruce, was significantly reduced one year after thinning. This response was likely due to increased defoliation linked to reduction in certain monoterpene concentrations and to decreased foliage production, except on drainage class 5, where the treatment increased fir resistance. However, three years after treatment we observed the opposite response. High thinning intensity (40%) positively affected balsam fir and white spruce tolerance to damage and, therefore, tree resistance by increasing foliage production and the amount that remained after budworm feeding. This increased resistance persists for at least 6 years after the treatment was conducted. These results suggest that this silvicultural technique could be used as a preventive control measure to reduce the negative impact of spruce budworm on Quebec's forests.

La valeur du panier de produits des peuplements résineux dépend des dimensions et du défilement des tiges, de la présence de défauts internes, mais aussi des propriétés physiques et mécaniques du bois, principalement de la rigidité du bois, puisque le bois d’œuvre résineux est utilisé essentiellement à des fins structurales. La rigidité du bois d’œuvre résineux est estimée en usine lors du classement visuel ou mécanique des sciages. En forêt, cette connaissance n’existe pas et il n’est pas possible aujourd’hui de localiser les régions ou les peuplements avec un fort potentiel de bois rigide, ni d’évaluer la valeur des bois ou encore de comparer la rentabilité des scénarios sylvicoles, en considérant ce critère de qualité déterminant. Cette absence de connaissances s’explique principalement par les efforts et les coûts considérables associés à la réalisation d’un inventaire de la qualité de la fibre, lequel suppose en effet l’échantillonnage de milliers d’arbres et des analyses en laboratoire très exigeantes. C’est dans ce contexte que la spectroscopie proche infrarouge a été évaluée, comme technologie rapide et non destructive, pour mesurer les propriétés physiques et mécaniques du bois. Dans un premier temps, nous avons évalué la variabilité écogéographique des propriétés du bois de l’épinette noire pour les deux principales végétations potentielles de la forêt boréale aménagée du Québec (chapitre 1). Nous avons observé que le bois poussant dans les peuplements purs d’épinettes noires avait des fibres matures plus longues, un bois significativement plus dense et de meilleures caractéristiques mécaniques que le bois poussant dans des peuplements mélangés avec le sapin baumier. Une approche de modélisation par saut d’échelle, basée sur des mesures de cernes provenant de 3350 placettes d’inventaire, a permis d’améliorer la performance de tous les modèles, en expliquant, à l’échelle du peuplement, 47%, 57%, 63% et 63% de la variabilité de la densité du bois, du module d’élasticité, de l’angle des microfibrilles, et de la longueur des fibres matures, avec des erreurs quadratiques moyennes, de 8.9 kg/m³, 0.52 GPa, 0.60° et 0.06 mm respectivement. Nous avons ensuite évalué le potentiel de la spectroscopie proche infrarouge pour mesurer les propriétés du bois de l’épinette noire (chapitre 2). De bonnes et d’excellentes statistiques de calibration (R², rapport de la performance à l'écart) ont été obtenues pour la densité basale (0.85, 1.8), l’angle des microfibrilles (0.79, 2.2), et le module d’élasticité (0.88, 2.9). Une régression segmentée a également été appliquée au profil radial de l’angle des microfibrilles afin de déterminer l’âge de transition du bois juvénile au bois mature. Les valeurs obtenues avec SilviScan ont été comparées à celles obtenues par spectroscopie. L’âge moyen de transition (23 ans ± 7 ans) a été légèrement sous-estimé, par spectroscopie proche infrarouge, avec une erreur de prédiction moyenne de −2.2 ± 6.3 ans et des intervalles de confiance à 95% de −14.6 et 10.1. Ces résultats suggèrent que l’âge de transition du bois juvénile au bois mature peut également être prédit par spectroscopie proche infrarouge. Finalement, la spectroscopie proche infrarouge a été utilisée pour évaluer la variabilité régionale de la densité basale et de la rigidité du bois des principales essences boréales du Québec (épinette noire, sapin baumier, pin gris, bouleau à papier et peuplier faux-tremble) (chapitre 3). Un système automatisé a été développé à cette fin et calibré à partir de données SilviScan. La densité basale et la rigidité du bois ont été estimées sur 30159 carottes de bois provenant de 10573 placettes d’inventaire. Les observations de densité et de rigidité étaient spatialement autocorrélées sur de plus longues distances chez les feuillus que chez les résineux. Un gradient latitudinal uniforme relié au climat était apparent pour le bouleau à papier et le peuplier faux-tremble. La distribution spatiale de ces mêmes propriétés n’était pas uniforme chez les résineux, suggérant une adaptabilité environnementale plus restreinte en comparaison aux essences feuillues étudiées. Cette thèse présente de grandes avancées dans le développement d’une méthode d’inventaire de la qualité de la fibre au Québec. La variabilité régionale de la densité et de la rigidité du bois est maintenant connue pour les principales essences boréales du Québec. Les prochains travaux porteront sur l’estimation de ces propriétés à l’échelle du peuplement forestier. / The value of forest products from softwood stands depends on stems volume and taper, internal defects, but also on physical and mechanical wood properties, especially stiffness, since softwood lumber is primarily used for structural purposes. The lumber stiffness is evaluated in sawmills through visual or mechanical gradings. In forest, this knowledge does not exist and it is not possible to locate the regions or the forest stands with a high lumber stiffness, neither to evaluate the value of forest products and the economic profitability of forest management scenarios considering this key attribute. This lack of knowledge is mainly due to substantial investments associated with an inventory of wood fibre quality, which involves the sampling of thousands of trees and very demanding laboratory tests. It is in this context that the near-infrared spectroscopy was evaluated as a rapid, non-destructive method for estimating physical and mechanical wood properties. Ecogeographic variation in black spruce clear wood properties was first investigated for the two main vegetation types of the managed boreal forest of the province of Quebec (chapter 1). Wood growing in pure black spruce stands had longer mature fibers, a significantly denser wood with better mechanical characteristics than the wood growing in stands mixed with balsam fir. A scaling-up modeling approach, based on ring data from 3,350 inventory plots, has improved the performance of all models, explaining, at the stand level, 47%, 57%, 63% and 63% of variance in wood density, modulus of elasticity, microfibril angle and mature fiber length with estimated root mean square errors of 8.9 kg/m³, 0.52 GPa, 0.60° and 0.06 mm respectively. The potential of near-infrared spectroscopy to determine the transition from juvenile to mature wood in black spruce was then assessed (chapter 2). Good to excellent calibration statistics (R², ratio of performance to deviation) were obtained for basic density (0.85, 1.8), microfibril angle (0.79, 2.2), and modulus of elasticity (0.88, 2.9). Two-segment linear regressions were applied to microfibril angle profiles to determine the transition age. The values obtained using SilviScan data were compared with those obtained using near-infrared spectroscopy predicted data. The average transition age (23 years ± 7 years) was slightly underestimated by near-infrared spectroscopy with a mean prediction error (and 95% limits of agreement) of -2.2 ± 6.3 years (-14.6/10.1). These results suggest that the transition age from juvenile to mature wood could be predicted by near-infrared spectroscopy. Finally, the near-infrared spectroscopy was used for estimating the regional variation in wood density and stiffness for the main boreal species of Quebec (black spruce, balsam fir, jack pine, paper birch, trembling aspen) (chapter 3). An automated near-infrared system was developed for this purpose and calibrated using SilviScan data. Basic density and wood stiffness were estimated on 30,159 increment cores from 10,573 inventory plots. The observations in wood density and stiffness were spatially autocorrelated on longer distances in hardwoods than softwoods. A uniform latitudinal gradient related to climate was observed in paper birch and trembling aspen. Conversely, spatial distribution in wood density and modulus of elasticity was not uniform in softwoods, suggesting a more limited environmental adaptability in comparison to the hardwood species studied. This thesis has made major advances in the development of a method for inventorying wood fibre quality in Quebec. Regional variation in wood density and stiffness is now known for the main boreal species of Quebec. Future work will focus on estimating these properties at the forest stand level.

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales / La foresterie québécoise a entraîné diverses problématiques de partage du territoire et des ressources, notamment pour ce qui est de l’occupation et de l’utilisation du territoire forestier par les Autochtones. Dans ce contexte, la communauté innue de Pessamit a entrepris, depuis quelques années, un processus pour établir sa vision de l’aménagement intégré des forêts sur son Nitassinan, le territoire ancestral. Pessamit veut ainsi développer des moyens culturellement appropriés qui répondraient aux exigences de l'Innu aitun, le mode de vie et la culture des Innus. En ce sens, les Innus de Pessamit se réfèrent souvent à la notion de E nutshemiu itenitakuat, l’ambiance du territoire forestier, pour exprimer une forêt de qualité permettant le maintien de l’Innu aitun sur le Nitassinan. L'objectif de ce projet vise à documenter cette notion et le lien qui existe avec Innu aitun pour explorer comment elle peut être un moyen culturellement approprié pour Pessamit. Ce projet se base sur une étude de cas spécifique à un Natau-assi, le territoire de piégeage et de chasse familial, du Nitassinan de Pessamit. L'étude a été réalisée en collaboration avec la famille associée à un Natau-assi par des entretiens de groupes et des visites terrain. Dans une démarche de réflexion collaborative avec les membres de la famille, les résultats démontrent que E nutshemiu itenitakuat représente un cadre de référence conceptuel impliquant une interaction entre des éléments socio-culturels de l’Innu aitun et écologiques du Natauassi. Il existe en effet des zones et des sites sur le Natau-assi où s’exercent les activités et les pratiques d’Innu aitun, soit 1) la zone de Kauitshinanut 2) la zone de Nutshemiu-aueshish, 3) la zone de Nashipetimit mak Massekuat, 4) le réseau Natau-kapatakan, 5) les sites de Kanametat. Les valeurs socio-culturelles, les intérêts écologiques et les besoins liés à ces zones et ces sites ont été identifiés et décrits. E nutshemiu itenitakuat apparaît alors comme une solution culturellement appropriée pour atteindre un aménagement intégré des forêts du Nitassinan. Enfin, les résultats de cette étude démontrent que E nutshemiu itenitakuat pourrait s’inscrire comme un système socio-écologique.

Les spores de Glomus intraradices nouvellement formées sont soumises à un processus de dormance intrinsèque, levé par un passage à 4°C d'un minimum de 14 jours. Des changements morphologiques apparaissent au cours de ce processus, tels que, sans les 14 jours minimaux au froid, les spores mises à germer meurent majoritairement ou forment des patrons de croissance particuliers, confinés autour de la spore, très ramifiés, et dépourvus d'hyphes principaux. En revanche, dès que les 14 jours de rigueur au froid sont respectés, le taux de mortalité des spores mises à germer diminue et des hyphes principaux s'individualisent et s'allongent sur plusieurs centimètres. L'examen des processus morphologiques dans la littérature a révélé que le principe dimorphique se rencontrait tout au long du cycle de croissance externe du champignon MA, les hyphes tantôt formant de fines ramifications, les ± FB ¿ (Fine-Branching), tantôt s'allongeant sous la forme d'hyphes principaux, les ± RH ¿ (Runner-Hyphae). En phase germinative, les FB semblent apparaître en situation de stress. En phase pré-symbiotique, les FB sont représentés essentiellement par des structures ± fan-like ¿, les RH apparaissant dans le cas des rares colonisations racinaires directes. En phase extraradicale, les RH caractérisent les gros hyphes structuraux à partir desquels se ramifient des FB. Une nouvelle approche quantitative a été développée pour évaluer la croissance des hyphes, basée sur la mesure des dimensions fractales (DF). Cette technique a été appliquée à quatre souches de champignons MA du genre Glomus cultivées in vitro, soumises à l'influence de différentes molécules stimulant ou inhibant la croissance. La technique s'avère particulièrement efficace pour mesurer les FB germinatifs et les hyphes extraradicaux. La méthode traditionnelle de Grid-Line intersect (GL) demeure utile pour mesurer la longueur des RH germinatifs.

Les apports d’un cadastre 3D ont été démontrés par plusieurs chercheurs et organisations. Malgré ces nombreux travaux, très peu d’analyses et de synthèses sont proposées quant à l’utilité ou les usages spécifiques d’une représentation volumique (3D) cadastral dans le contexte particulier d’une gestion municipale. Dans ce sens, l’objectif principal de cette étude est de mieux connaître les usages actuels et besoins des gestionnaires municipaux en matière de représentation volumique cadastrale lorsque des propriétés sont superposées (cas spécifique où la 3e dimension géométrique est perçue comme étant intéressante). L’étude porte spécifiquement sur les cas indiqués comme étant du cadastre vertical du système du cadastre du Québec géré par le ministère des Ressources naturelles du Québec (MRN) et son usage dans certaines villes et municipalités québécoises. Les résultats sont présentés sous forme d’une enquête menée auprès d’un échantillon d’usagers municipaux et par la proposition de mécanismes menant à la production la plus automatisée possible de modèles 3D réalisés à partir des plans complémentaires issus du système du cadastre du Québec. Un sondage sur les usages actuels des plans cadastraux du Québec et des plans complémentaires du cadastre vertical a été effectué auprès d’intervenants municipaux responsables de la géomatique et de la gestion territoriale dans leur municipalité. 48 répondants des 36 municipalités ont participé au sondage, soit 32 répondants de 21 différentes villes, 15 répondants de 15 Municipalité régionale de comté (MRC) et un répondant de la Communauté Métropolitaine de Montréal. Les résultats montrent que 91% des acteurs municipaux sondés utilisent les plans cadastraux et lorsque des situations de superposition verticale des propriétés existent, où le cadastre vertical est disponible, 84% des répondants exploitent effectivement les plans complémentaires dans leurs activités professionnelles. Les répondants ont confirmé un réel besoin de posséder une représentation volumique cadastrale puisque que 81% ont répondu vouloir disposer de ce genre de représentation. Les mêmes usages que ceux des plans cadastraux sont envisagés pour la 3D soit comme appui aux systèmes qui servent à la taxation, à l'émission des permis de construction, au zonage et à l'aménagement du territoire et urbanisme. En termes de contenu de la représentation volumique, les mesures officielles (i.e. la longueur des limites, la superficie et le volume), la distinction entre les lots privés et communs et la géométrie volumique des lots sont jugées nécessaires par 85% des répondants. Finalement, une procédure qui se décline en deux grandes étapes de vectorisation et de modélisation 3D est proposée pour la construction automatisée d’une représentation volumique à partir des fichiers PDF des plans complémentaires. Celle-ci a été testée sur un condominium de trois étages, et prend 17 minutes avec 64 interventions pour la compléter. / Several researches and organizations have demonstrated the role of 3D volumetric representation in cadastral systems. Nevertheless, only a few have examined the usefulness and applications of 3D cadastral representations in municipal management. Thereupon, the principal objective of this study is to better understand the current and anticipated needs for the applications of 3D cadastral representations in municipal management in case of super-imposed properties (where the 3rd geometric dimension is foreseen as appealing). The research specifically investigates the case of vertical cadaster as noted in Quebec’s cadastral system arranged by the Ministry of Natural Resources (MNR) of Quebec Province as well as its application in number of cities and municipalities across the province. This study presents the interests as well as the requirements based on an inquiry among several municipal partners. Moreover, a mechanism is proposed to automate, as much as possible, the procedure to reconstruct cadastral 3D models from the complementary plans (vertically super-imposed data) which exist in Quebec’s cadastral system. A user survey targeting the actual applications of cadastral maps of Quebec as well as the complementary plans of the vertical cadaster was carried out among the municipal authorities who are responsible for geomatics and land management across the province. Totally, 48 participants from 36 municipalities responded to the survey. This includes 21 cities (32 participants), fifteen regional county municipalities (fifteen participants), and one metropolitan community (one participant). The results show that 91% of the participating municipal actors use cadastral maps. In case of super-imposed properties, where vertical cadaster is available, 84% of the respondents effectively benefit from the complementary plans for regulating the respective professional activities. The respondents have confirmed a real need for volumetric cadastral representation as 81% of them would like to have such representation at their disposal. 3D cadastral models have been considered useful to enhance the principal usages of cadastral maps such as taxation, issuance of construction permits, and regional and urban planning. In terms of content, 85% of the respondents indicate that the capabilities to represent the official measures (i.e. length of limits and edges, area, and volume), to distinguish between private and common lots, and to provide the volumetric geometry of the lots are among the necessary requirements of volumetric cadastral representations. Finally, a two-step procedure (vector digitization followed by 3D modeling) is proposed to improve the automation of volumetric cadastral reconstruction from image-form complementary plans (stored in PDF files). This procedure has been tested on a three-story condominium and takes 64 interventions in 17 minutes to complete.

Plusieurs espèces d’oiseaux forestiers qui se reproduisent en Amérique du Nord ont des effectifs en déclin et nécessitent donc un suivi à long terme afin de respecter nos engagements en matière de biodiversité. De celles-ci une forte proportion est représentée par des espèces spécialistes de divers types d’habitats ouverts, c’est-à-dire sans couvert arborescent. Des habitats ouverts sont créés chaque année par les coupes totales en forêt boréale, mais ils sont en nette diminution dans les forêts plus méridionales de l’Est de l’Amérique du Nord depuis quelques décennies. Suite à l’importante médiatisation menée par plusieurs groupes de pression pour décrier la perte des forêts surannées et vierges, les coupes totales pratiquées par les forestiers sont de plus en plus mal perçues. Pourtant, les coupes totales, en tant que milieux ouverts, peuvent constituer d’importants habitats fauniques. Afin de déterminer leur importance pour la conservation, il est essentiel de mieux connaître leur utilisation par la faune. Cette étude s’est penchée sur une espèce faunique de milieux ouverts, la Paruline à calotte noire (Wilsonia pusilla). Les populations de cette espèce subissent une importante diminution depuis les 40 dernières années. Nous avons donc mesuré l’occurrence de cette espèce dans 43 sites d’aulnaies et 90 sites de coupes totales, sur le territoire de la Forêt Montmorency, Québec. Nous avons également mesuré 5 paramètres phénotypiques (poids, longueur de rectrice, longueur du bec, longueur de la calotte et longueur de l’aile) afin de vérifier s’il existait une différence entre les individus capturés dans les deux milieux. Finalement, nous avons vérifié quels étaient les facteurs du paysage qui influençaient l’occurrence de l’oiseau dans un site, et ce à quatre rayons différents (50m, 100m, 200m et 400m). Nous avons trouvé une proportion équivalente de Paruline à calotte noire dans les aulnaies que dans les coupes totales. Nous n’avons trouvé aucune différence phénotypique entre les individus capturés dans les deux habitats. La quantité de milieux ouverts autours des sites était fortement associée avec la présence de Parulines à calotte noire et ce, aux quatre rayons étudiés. La présence d’aulnaies buissonnantes et la quantité de régénération entre 2 et 4 m étaient aussi associées à la présence de l’espèce. Ces résultats jettent une nouvelle lumière sur l’habitat de l’espèce et identifient les coupes totales comme des milieux potentiellement importants pour le maintien des populations. Cependant, le rôle joué par les coupes totales devra être précisé grâce à des données sur la reproduction. / Many bird species breeding in North America require long term tracking because of their unknown or declining population status. Of those, an important proportion is represented by species associated with open habitats. Open habitats are created every year by clear-cutting in boreal forest but they have been decreasing since last two decades in deciduous and mixed forests of Eastern North America. Due to the important media coverage with conservation NGOs accusing clear-cutting and other types of timber harvest for the loss of old forest and associated species, perception of perturbation of forest made by man is mostly negative. However, clear-cuts, as open habitats, may be important to wildlife. To understand their conservation value, it is necessary to better understand their use by wildlife. The present study focused on a species dependent on open areas, Wilson’s Warbler (Wilsonia pusilla). Populations of this species have been declining importantly since the last 40 years. We evaluated species occurrence in 43 alder sites and 90 clear-cut sites, at the Forêt Montmorency, Québec. We also measured 5 physical traits of captured males (weight, rectrix length, beak length, cap length and wing length) in order to establish if there is a difference between birds found in the two different habitats. Finally, we evaluated which factors of the landscape affected the occurrence of bird in a site, at four different radii (50, 100, 200 and 400 m). We found an equal proportion of Wilson’s Warbler in both habitats and no phenotypic difference was found. Percentage of open area around site was strongly associated with the presence of Wilson’s Warblers, at each radius. Presence of patchy alder and percentage of regeneration between 2 and 4 m high were also associated with the species’ occurrence. Those results throw new light on the habitat of Wilson’s Warblers and highlight the potential role of clear-cuts for the maintenance of its populations. However, the role of clear-cuts will need to addressed with data on reproduction.

Cette étude a évalué l’influence de la température et de la teneur en humidité du bois sur son comportement mécanique lors du procédé d’obtention des copeaux papetiers. Les propriétés mécaniques qui furent étudiées sont le cisaillement parallèle au fil, le fendillement et la flexion statique. Des échantillons jumelés du duramen et de l’aubier ont été pris des billes d’épinette noire et de sapin baumier pour chaque propriété mécanique. Les essais mécaniques ont été conduits à des températures variant entre -30ʻC et 20ʻC et à des intervalles de 10ʻC. La teneur en humidité des échantillons était largement au-dessus du point de saturation des fibres. La teneur en humidité, la masse volumique basale et la largeur des cernes ont aussi été mesurées pour chaque échantillon. Les résultats montrent que, pour les deux espèces et pour toutes les propriétés mécaniques étudiées, la température a eu un effet significatif sur les propriétés mécaniques uniquement au-dessous de 0ʻC. Dans ce cas, cet effet a été plus évident pour l’aubier que pour le duramen. En général, pour des températures de 0ʻC et plus, la température n’a pas affecté différemment les propriétés mécaniques étudiées, autant pour l’aubier que pour le duramen. Le fendillement a été la propriété mécanique la plus sensible à la variation de la température, suivi par le cisaillement et le MOR et le MOE en flexion. En outre, la teneur en humidité a été l’élément le plus important pour expliquer les propriétés mécaniques au-dessous de 0ʻC. En revanche, pour les températures de 0ʻC et plus, la masse volumique basale fut le facteur principal pour expliquer les propriétés mécaniques. La largeur des cernes de croissance n’a pas constitué un élément significatif pour prédire aucune propriété mécanique. Les résultats de ce travail devraient servir à améliorer la performance des équarrisseuses-fragmenteuses autant en hiver qu’en été.

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.

Identifier les processus écologiques (a)biotiques qui sous-tendent les patrons de distribution d’espèces et de dynamique de population est fondamental pour conserver efficacement les espèces menacées d’extinction. Cette thèse poursuit un double objectif: 1) comprendre les processus écologiques qui régissent la sélection des paysages du caribou forestier (Rangifer tarandus caribou) et 2) évaluer l’efficacité des politiques actuelles d’aménagement du territoire pour cet écotype. Le premier chapitre s’inscrit directement dans le premier objectif en présentant une nouvelle méthode numérique d’inférence statistique capable de modéliser l’autocorrélation spatiale présente dans les données de distribution d’espèces. Cette méthode utilise integrated nested Laplace approximations (INLA) au lieu des simulations Markov chain Monte Carlo. Je montre, qu’en plus de produire des résultats exacts et rapides, l’utilisation d’INLA permet de modéliser l’autocorrélation spatiale résiduelle tout en estimant adéquatement l’incertitude des paramètres et des prédictions du modèle. Dans le deuxième chapitre, la methode INLA est utilisée pour tester lequel des processus, parmi le climat et la distance aux routes, explique les gradients géographiques dans la sélection des paysages par le caribou forestier. Les résultats montrent une prépondérance de l’effet des routes par rapport au climat. De plus, les parterres de coupe étaient deux fois plus évités que les brulis récents. Ces résultats appuient une gestion de l’habitat du caribou forestier qui limite l’étalement du réseau routier et qui distingue l’effet des coupes forestières de celui des feux. Le dernier chapitre explore grâce à un modèle de simulation des paysages spatialement explicite les interactions spatiales entre un réseau d’aires protégées, la récolte forestière et les feux afin de quantifier leurs effets sur la dynamique de population du caribou forestier et sur les coûts économiques liés à l’aménagement forestier. Je montre la nécessité d’inclure les contarintes liées aux feux et aux aires protégées dans le calcul des niveaux de récolte, sans quoi ces niveaux ne sont durables ni pour le caribou forestier, ni pour l’industrie forestière. Les feux augmentent l’antagonisme existant entre exploitation forestière et conservation, avec ou sans coupes de récupération après feu. Cette étude illustre donc la nécessité de mieux comprendre les interactions spatiales entre dynamique des populations, aires protégées, aménagement forestier et régime de feux pour développer des stratégies de conservation qui soient plus efficaces. / Linking spatial patterns of species distribution and population dynamics with biotic and abiotic processes is central to inform effective conservation planning for endangered species. This thesis investigated how linking spatial patterns of boreal woodland caribou (Rangifer tarandus caribou), hereafter boreal caribou, to processes can 1) improve our understanding of landscape selection of this ecotype and 2) inform the efficiency of current land use policies in practice. I first present a new powerful numerical method that allows integrating properly spatial information present in species distribution data to make accurate statistical inference. This method uses integrated nested Laplace approximations (INLA) as an alternative to Markov chain Monte Carlo simulations. I show that, in addition of being accurate and rapid, the use of INLA with Bayesian hierarchical spatial models efficiently accounted for spatial autocorrelation in the residuals and fairly evaluated uncertainty in parameter estimates and predictions. I then used INLA to test which ecological processes, among climate and the distance to roads, drove the existence of geographical patterns in boreal caribou landscape selection. Data supported road-driven selection over a climate influence. Moreover, I show that boreal caribou avoidance of logged areas was two-fold stronger than burned areas. Together these results indicated that limiting the spread of road networks and accounting for the uneven impact of logging compared to wildfire should be integral parts of any habitat management plan and conservation measures within the range of this ecotype. Finally, I use a spatially explicit landscape simulation model to explore how spatial interactions among protected area networks, industrial forestry and fire regimes impacted the population dynamics of boreal caribou and the economic costs related to forest management. I show that the current policy of conservation planning and forest management in the Côte-Nord region in Québec is unlikely to be sustainable for either boreal caribou conservation or timber supply mainly because of current overestimated planned harvest levels. Fire increased antagonisms between current practices of forest management and habitat conservation, irrespective of the presence of salvage logging. This study illustrates that efficient conservation planning requires a better understanding of spatial interactions among population dynamics, protected area networks, forest management, and fire regimes.

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