Des semis mis en terre aux produits sciés, la création de richesse guide les efforts du sylviculteur, l'objectif étant de générer des revenus qui surpassent les coûts de plantation et d'entretiens. Au début de ce processus, le choix de la densité de reboisement constitue une étape décisive quant à l'évolution des caractéristiques dendrométriques et qualitatives des arbres. La taille de la plus grosse branche du premier « 5 m » de l'arbre est un élément important du déclassement visuel du bois de sciage, et peut être considérablement affectée par les scénarios sylvicoles. Cette étude a analysé l'influence de trois facteurs, que sont l'espacement initial, l'indice de qualité de station et la position sociale de l'arbre dans le peuplement, sur le grade du bois dans les plantations non éclaircies d'épinette blanche [Picea glauca (Moench) Voss], d'épinette noire [Picea mariana (Mill.) BSP] et de pin gris [Pinus banksiana Lamb] au Québec, Canada. L'objectif principal était d'acquérir une meilleure compréhension du lien entre la qualité future du bois scié et le choix de l'espacement initial des plantations. Un objectif secondaire était aussi de déterminer si un indice de qualité de station plus élevé et un statut social supérieur de l'arbre au sein du peuplement affectent les qualités de bois produites à partir de la première grume de 5 m à la base de la tige. Les traitements d'espacement initiaux comportaient une large gamme de densités de plantation, allant de 1111 à 4444 tiges ha-1. Un total de 2657 arbres provenant de 149 sites a été échantillonné, avec une moyenne d'âge de peuplement de 26 ans. La plus grosse branche ainsi que le statut ont été enregistrés pour le développement du modèle. L'analyse des données a alors permis d'identifier que la position sociale de l'arbre dans le peuplement (dominant, codominant, intermédiaire), l'indice du site et la densité du peuplement constituaient des variables clés affectant la taille de la branche, et donc, par voie de conséquence, impactaient les qualités du bois. Les résultats de l'étude ont aussi montré un taux de déclassement visuel plus élevé pour les planches de bois de petite dimension (c.-à-d. 2x4) que pour les planches plus grandes (2x6), toutes provenant de plantations de conifères au Québec, Canada. Enfin, il a été constaté davantage de déclassements pour le pin gris que pour les épinettes blanches et noires, en particulier lorsque la densité de plantation diminuait en dessous de 2000 tiges par ha.

Le bouleau à papier (Betula papyrifera Marsh.) est une alternative intéressante aux espèces nobles traditionnellement utilisées par l’industrie du sciage des bois feuillus québécoise et canadienne. Sa transformation en produits d’apparence confère une importance à la couleur de son bois. Son bois d’aubier de couleur pâle et homogène contraste avec la présence d’un bois de cœur traumatique, d’un brun-rougeâtre plus foncé. L’objectif principal de ce projet de doctorat était de déterminer la variabilité intra-spécifique de la coloration du bois de bouleau à papier, de mieux comprendre les sources de cette variabilité à l’échelle inter-arbre et intra-arbre, et de mesurer son impact sur la qualité et la valeur des sciages produits. L’objectif spécifique était de caractériser objectivement la couleur de l’aubier et du bois coloré en utilisant les valeurs colorimétriques L*a*b* et d’analyser l’effet de l’âge, du diamètre et de la vigueur des tiges ainsi que de la qualité et de la hauteur des billes sur ces valeurs colorimétriques et sur la proportion de bois coloré dans les planches. Un autre objectif spécifique était d’analyser l’impact de l’âge, du diamètre et de la vigueur des tiges sur les rendements en valeur et en qualité des sciages. L’analyse colorimétrique des sciages de 122 tiges de bouleau à papier provenant de deux peuplements de la région des Hautes-Laurentides, a été rendue possible par l’utilisation d’un système de vision artificielle automatisé. Un total de 2284 sciages a été étudié. En considérant l’ensemble de ces planches, une moyenne de 32.4 % de bois coloré par planche a été obtenue. Parmi les variables étudiées dans cette étude, seuls le diamètre et la vigueur des tiges ont eu un effet significatif sur la proportion de bois coloré. Les arbres ayant un plus fort diamètre ont produit les planches aux plus fortes proportions de bois coloré. L’âge n’a pas eu une influence assez forte pour être significative dans le modèle statistique. Les tiges les moins vigoureuses ont présenté une moyenne de 45,32 % de bois coloré par planche, celles de vigueur intermédiaire ont obtenu une moyenne de 30,78 % alors que les tiges les plus vigoureuses ont présenté en moyenne 15,47% de coloration. La qualité des billes ainsi que leur hauteur dans l’arbre n’ont pas eu d’impact significatif sur la proportion de bois coloré. Ces résultats suggèrent que des traitements sylvicoles favorisant la rétention de tiges vigoureuses et des révolutions de récolte plus courtes permettraient d’éviter une trop grande proportion de bois coloré dans les sciages. Des différences significatives entre les valeurs de L*a*b* du bois coloré et du bois clair ont été obtenues suite aux analyses colorimétriques. La luminosité (L*) s’est avérée comme étant le meilleur indicateur de changement de la couleur du bois de bouleau à papier. Les valeurs colorimétriques ont été principalement affectées par l’âge et le diamètre des tiges ainsi que la position des billes dans l’arbre et la qualité des billes. Toutefois, l’impact de ces variables sur les paramètres L*a*b* n’a pas été constant et a varié d’un paramètre à l’autre. Lorsque la valeur et la qualité des produits ont été analysées, de façon générale, des rendements en qualité NHLA assez faibles ont été obtenus : 60,3% de la superficie des sciages a été classée dans la classe de qualité No.2A Commun et dans les classes inférieures. Lorsque sélectionnées pour la couleur, la moitié de la superficie des planches étudiées a été classée dans la catégorie aubier, 4% des superficies ont été classées rouge alors que pour des superficies 28% l’aubier et le bois coloré étaient présents simultanément. L’impact de l’âge, du diamètre et de la vigueur de tiges sur la qualité et la valeur des planches a été analysé. Les résultats ont démontré que le diamètre des tiges a eu l’impact le plus important sur ces classements. Les tiges de dimensions plus fortes ont fourni des sciages de qualité supérieure et de plus grande valeur. La vigueur des tiges a eu un impact significatif sur la valeur des produits obtenus mais peu sur leur qualité. Les tiges les plus vigoureuses ont obtenu la plus grande valeur des planches avec une moyenne de 316.62 $/m³. Les tiges de vigueur moyenne, classées S et C, ont obtenu des moyennes respectives de 218.28$/m³ et 251.84 $/m, alors que les tiges les moins vigoureuses ont présenté la plus faible moyenne soit 165.94$/m³. L’âge des tiges a influencé dans le même sens que le diamètre ces classements valeur, mais pas aussi fortement. Ces résultats suggèrent que pour maximiser la valeur des sciages, il faudrait viser l’obtention de tiges de plus fort diamètre, possiblement par de plus longues révolutions. L’analyse des effets aléatoires a permis de discerner la variabilité inter-planche comme étant la plus importante source de variation, elle a été suivie de la variabilité inter-arbre et dans une moindre mesure de la variabilité inter-bille. La variabilité inter-peuplement n’a eu aucun effet significatif. / The availability of high quality hardwood timber has become critical for furniture and other appearance products industries over the past years. The broad distribution of paper birch (Betula papyrifera Marsh.), as well as the good aesthetic and physical characteristics of its wood, make it an interesting alternative to the high-value species traditionally used by the Québec hardwood sawmilling industry. Its pale and homogeneous sapwood is appreciated for many indoor uses. However, paper birch grows a false heartwood, also called discolored wood or red heartwood, contrasting in coloration with the surrounding sapwood. This difference in shade is not appreciated by the appearance wood products industry where in general homogeneous color products are desired. The main objective of this study is to define the limits of variability of paper birch wood color, to better understand its sources of variation, and to measure its impact on lumber products value and quality. More specifically, the aim of the research is to characterize objectively the color of its sapwood and discolored wood using L*a*b* values and to analyze the effects of tree age, diameter and vigor, as well as log height class and log quality, on these wood colorimetric values and on the proportion of discolored wood in boards. Another specific objective is to assess the impact of tree age, diameter and value on grade recovery, board color classification and lumber value. Results are based on 122 paper birch trees harvested in two different stands, from which logs of sawing quality have been sawn into 2284 boards. Trees were classified according to the MSCR tree classification system. The colorimetric analysis was performed on board images acquired by an industrial scanner developed for the appearance products industry. An image processing software, developed for the scanner was used to view these digital images on which defects have been automatically detected, to process them and to collect colorimetric information. The software was used to measure the proportion of every board surface belonging to sapwood and discolored wood regions. An average percentage area of 32.4 % of discolored wood on boards was obtained when considering all boards. Tree diameter and tree vigor significantly influenced the proportion of discolored wood in boards whereas the effect of tree age was not strong enough to have a significant influence in the model. Larger trees presented more board discoloration. Less vigorous trees showed a mean percentage area of 45.32 % compared to middle vigor classes and most vigorous trees which obtained a mean percentage area of 30.78% and 15.47 %, respectively. Neither log quality nor log height class had a significant effect on the proportion of discolored wood on the board surfaces. Results from this part of the study suggest shorter rotations as well as silvicultural treatments that can improve tree vigor to limit the presence of discolored wood in boards. Colorimetric results showed significant differences between L*a*b* values when comparing sapwood and discolored wood. The luminosity (L*) parameter appears as the best indicator of color changes in paper birch wood. These wood colorimetric values were mostly affected by tree age and tree diameter, but their effects on every colorimetric parameter were variable. Log quality and log height class also had a significant effect on some of the wood colorimetric variables, but once again their impact was variable which makes it hard to dress any clear general conclusions. Regarding board quality and value, paper birches of this study yielded a high proportion of low-grade lumber according to the NHLA rules; 60.3% of the total board surface area belonged to #2A Common and lower quality categories. Results showed that tree diameter was the most important variable affecting these outputs. Larger trees were associated with higher board quality and higher lumber value per tree. Lumber value per tree was as well influenced by tree vigor but not by tree age. Most vigorous trees (R) produced higher board values with an average of 316.62 $/m³, middle vigor S and C classes showed averages of 218.28$/m³ and 251.84 $/m³ while the less vigorous trees had the lowest average with 165.94$/m³. When selected for color, 50% of the board surface area fell under the sap category, while 28% was classified as regular presenting simultaneously both colorations and finally only 4% of the board area was classified as red. It was found that the most important variable affecting board color distribution were tree vigor and tree diameter whereas tree age had also a significant but lesser impact. In general, older, larger and less vigorous trees tended to present higher proportions of boards classified in the red category. Finally the results obtained in this study are favoring longer harvesting rotations in order to produce large trees that can be transformed in higher value and quality boards. The analysis of the random effects throughout the study demonstrated that most of the total random variance of the dependent factors came mostly from the between board variation, but also from the between tree variation and to a lesser extent from the between log variations. No site effect was found to be significant.

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.