Les services écosystémiques (SE) désignent les bénéfices fournis par les écosystèmes à la société. En France, la législation cherche à les intégrer dans les études d’impact environnemental avec la promulgation de la Loi pour la reconquête de la biodiversité, de la nature et des paysages (2016). Pour ce faire, il est nécessaire de développer des méthodes de terrain d’estimation des SE. C’est dans ce cadre qu’une collaboration entre le Laboratoire d’Ecologie Alpine et le bureau d’études EGIS Environnement a vu le jour, afin de répondre à la question : comment quantifier les SE à l’échelle locale ?Pour cela, nous avons étudié deux SE de régulation régulièrement évoqués dans le contexte du changement global. Le service de pollinisation est essentiel pour l’alimentation humaine et est au cœur de l’actualité de par les déclins des populations d’insectes pollinisateurs. Le SE de régulation du climat global par la séquestration de carbone par les écosystèmes est d’intérêt majeur en regard des changements climatiques récents et annoncés.Nous avons suivi les quatre étapes du développement d’un protocole. Premièrement, pour le SE de pollinisation entomophile qui possède de nombreuses définitions dans la littérature, nous avons établi par une revue bibliographique un cadre conceptuel afin de définir le SE de pollinisation et d’identifier les indicateurs et leurs méthodes de mesures. Nous avons choisi pour la suite d’adopter la définition du SE de pollinisation comme la capacité de l’écosystème à soutenir la pollinisation entomophile, i.e. la présence d’insectes pollinisateurs. Deuxièmement, nous avons abordé la question du choix des indicateurs pour l’estimation de ce SE. En effet, la capacité du SE de pollinisation peut être estimée par des indicateurs directs, liés à la présence des insectes pollinisateurs sur la parcelle, et des indicateurs indirects, liés aux ressources d’alimentation et de nidification sur la parcelle d’étude et dans le paysage. Nous avons comparé les mesures de ces deux types d’indicateurs estimés en vergers et en prairies. Les objectifs étaient de tester la cohérence entre ces deux types d’indicateurs pour le SE de pollinisation et la possibilité d’une simplification du protocole d’estimation en la basant uniquement sur des indicateurs indirects. Les indicateurs indirects n’expliquaient pas une part suffisante de la variabilité observée dans les mesures d’abondance et de richesse des pollinisateurs pour permettre simplification du protocole.Troisièmement, nous avons cherché à simplifier le protocole d’estimation du SE de la régulation du climat global par la mesure des stocks de carbone en prairies et en forêts. Pour cela, nous avons comparé les estimations obtenues par des protocoles simplifiés à celles obtenues par un protocole plus complet et mesuré les incertitudes causées par ces simplifications. Le protocole d’estimation a pu ainsi être simplifié pour les deux compartiments de l’écosystème stockant le plus de carbone : la biomasse aérienne en forêt et le carbone organique du sol. Enfin, afin de tester l’applicabilité du protocole simplifié d’estimation du SE de régulation du climat global, nous l’avons testé sur des parcelles de zones humides, des écosystèmes stockant une grande quantité de carbone. Ces parcelles ont été placées dans un modèle d’états-et-transitions afin de tester si les mesures de gestion peuvent affecter les stocks de carbone des zones humides. Les actions de gestion sur la biomasse aérienne changeaient les stocks de carbone entre les zones humides herbacées et forestières. Le stock de carbone organique du sol, stock majeur dans les zones humides, ne différait pas entre les différents états étudiés, reflétant la difficulté d’agir sur ce compartiment.Cette étude montre que le développement méthodologique pour la quantification de SE sur le terrain peut mener à des protocoles simples et fiables mais que le processus de développement est différent selon les SE abordés. / Ecosystem services are benefits supplied by ecosystem to human societies. In France, recent legislation aims to include ecosystem service in environmental impact studies with the enactment of the Law for the recovery of biodiversity, nature and landscapes (2016). To do so, it is necessary to develop field methods for ecosystem service estimation. In this setting, a collaboration was established between the Laboratoire d’Ecologie Alpine and the environmental consultancy EGIS Environnement to answer the following question: how can ecosystem services be quantified at local scale?We studied two ecosystem services often cited in the global change context. The pollination service is essential for human food production. Given worldwide pollinator declines it is at the centre of scientific, citizen and political concerns. The service of global climate regulation by carbon sequestration by ecosystems is of major interest given the recent and coming climate changes.We investigated four key steps for developing a field protocol. First, the ecosystem service of entomophilous pollination has numerous definitions in the scientific literature. Thus, based on a literature review we built a conceptual framework for defining the pollination service and identifying quantifiable indicators and their measurement methods. We chose to define the pollination service as the ecosystem capacity to support entomophilous pollination, i.e. pollinating insect presence. Second, we worked on indicator selection for the pollination service estimation. Pollination capacity can be estimated through direct indicators linked to pollinator presence on the plot and through indirect indicators linked to feeding and nesting resources in the plot and in the landscape. We compared measures of these two types of indicators within orchards and grasslands. Our aims were to test consistency between both indicator types for the pollination service and the possibility of protocol simplification based on indirect indicators. Indirect indicators did not explain enough of the observed variability in pollinator abundance and richness to allow a protocol simplification.Third, we tried to simplify the estimation protocol of the ecosystem service of global climate regulation from measures of carbon stocks in grasslands and forests. We compared estimations obtained by simplified protocols to estimations obtained by a more complete protocol. We also quantified the uncertainties caused by these simplifications. The estimation protocol could be simplified for the two most important carbon pools: aboveground biomass in forests and soil organic carbon. Finally, to test the applicability of the simplified protocol of carbon stock estimations, we applied it on wetland plots. These plots were organized following in a state-and-transition model to test whether management decisions are likely to affect wetland carbon stocks. Management actions on aboveground biomass changed carbon stocks between herbaceous and forested wetland. Soil organic carbon, the major carbon stock in wetlands, was unchanged between the different studied stats, illustrating the difficulty to manage soil carbon stocks in the short term.This study shows that method development for field quantification of ecosystem service can lead to simple and reliable protocols. However, the development process is different for each ecosystem service.

Les forêts dunaires d’Aquitaine de pin maritime (Pinus pinaster) représentent un intérêt économique et écologique important de par leur rôle multifonctionnel (production de bois,protection contre l’érosion, préservation de la biodiversité, tourisme). La régénération naturelle est pratiquée après coupe rase pour les renouveler. Mais, de nombreux échecs de régénération sont observés depuis 20 ans, entrainant des pertes économiques non négligeables.L’objectif de ce travail a été d’identifier les mécanismes écologiques impliqués dans ces échecs récurrents, afin de proposer des recommandations de gestion pour favoriser le renouvellement de ces pinèdes. Pour cela, nous avons étudié quatre étapes-clés du processus de régénération : dispersion des graines, germination, survie, et croissance. Un réseau de sites d’observation le long du cordon dunaire a été utilisé pour quantifier la régénération, en interactions avec des pratiques sylvicoles (coupe rase vs coupe progressive, semis de graines de pin maritime vs absence de semis). Deux sites semi-expérimentaux ont été installé afin d’étudier en détail certains facteurs explicatifs potentiellement importants dans notre contexte(climat, interactions plante-plante, herbivorie). Nos résultats confirment que la régénération naturelle est un processus complexe, influencé par de nombreux facteurs environnementaux et d’autres liés à la gestion, pouvant être eux mêmes en interaction. La quantité de graines atteignant le sol ne semble pas être limitante. La germination des graines est fortement liée à l’humidité du sol, et est influencée par l’hétérogénéité de la microtopographie. La sécheresse estivale, cause majeure de mortalité des plantules, peut-être modulée par le maintien d’arbres semenciers. Les interactions biotiques directes et indirectes avec la végétation de sous-bois impactent fortement la survie des plantules, mais varient grandement en direction et en intensité selon les saisons et les années.Bien que nos résultats permettent de mieux comprendre les mécanismes impliqués dans le cycle de régénération du pin maritime, il apparaît difficile de mettre en avant un seul facteur expliquant les échecs de régénération sur certains secteurs. Cependant, dans l’ensemble, le maintien d’arbres semenciers pendant quelques années permet d’obtenir une régénération réussie sur la globalité des forêts dunaires, grâce à l’apport pluriannuel de graines mais aussi à travers les modifications du microclimat sous leur canopée. Contrôler la végétation spontanée afin de réduire la compétition avec les plantules de pin, et augmenter les plans de chasse afin de réduire la pression des herbivores sur les plantules, doit aussi être envisagé dans les secteurs où les échecs de régénération sont fréquents. / In south-western France, the coastal fringe with maritime pine (Pinus pinaster) forest has a multifunctional role, with erosion protection, preservation of biodiversity, tourism, and wood production as main objectives. Natural regeneration is used to renew these stands after clear-cutting. However, in recent years, regeneration failures have increased in some areas,leading to significant economic losses.The objective of this work was to identify the ecological mechanisms involved in these recurrent failures, in order to propose adapted forestry management practices to ensure forest regeneration. To do this, we studied four stages of the regeneration process: seed dispersal, germination, survival, and growth. A monitoring network of five sites along the Aquitaine Coast was also used to quantify the regeneration and characterize local differences in terms of forest management practices (clear-cut vs seed-tree regeneration,and sowing vs no sowing). Two experimental sites were set up to study in detail some factors potentially important in our context (climate, plant-plant interactions, herbivory).Our results confirm that natural regeneration is a complex process, influenced by many –often interacting – environmental and management factors. The quantity of seeds reaching the forest soil does not seem to be limiting. Seed germination is strongly related to soil moisture, and is influenced by the heterogeneity of the micro topography. Summer drought, the main cause of seedling mortality, may be mitigated by remaining seed trees on the stand.Direct and indirect biotic interactions with understorey vegetation have a strong impact on seedling survival, but vary greatly both in direction and intensity, depending on the seasonand the year.Even though our results provide a better understanding of the mechanisms involved in there generation cycle of maritime pine, it is difficult to put forward a single factor explaining local regeneration failures. However, overall, maintaining seed trees for a few years allows obtaining a successful regeneration in the entire coastal forest, thanks to the multi-yearsupply of seeds but also through the modifications of the microclimate under their canopy. Controlling understorey vegetation to reduce competition with pine seedlings and increasing hunting plans to reduce herbivory pressure on seedlings should also be considered in areas where regeneration failures are common.

Les forêts d'épinettes noires (Picea mariana (Mill.) BSP) contiennent de grandes quantités de carbone stockées dans la biomasse vivante et dans le sol. Les feux de forêt et leur régime (ex. l’intervalle de retour de feu, l’intensité, la saisonnalité et la sévérité) jouent un rôle central dans le stockage et le flux du carbone, en modifiant la distribution et le transfert de carbone. Il y a peu de doute dans la communauté scientifique que le changement climatique provoquera des modifications dans les variables temporelles et spatiales qui contrôlent la fréquence et la sévérité des feux. Un modèle démographique structuré par classes de diamètre a été développé pour simuler le stockage du carbone sous divers régimes de feu. Cette approche intègre l’effet de l’intensité du feu et les mesures de la structure du peuplement sur la sévérité mesurée par la proportion de la mortalité des arbres. Le modèle permet aussi de quantifier et de cartographier les estimations régionales du carbone actuelles et futures pour le domaine bioclimatique de la pessière à mousses du nord du Québec. Les résultats de simulations suggèrent que la sévérité du feu augmente avec l’intensité initiale du feu. La variation de la structure du peuplement est l'un des facteurs qui explique la variation observée dans la sévérité du feu des régions boréales. Nous avons simulé les stocks et fluctuations de carbone sous sept niveaux d’intervalle de retour de feu et deux saisons de feu. Nous avons testé pour un effet de ces paramètres sur la moyenne des stocks de carbone. Les stocks de carbone étaient sensibles aux intervalles entre 60 et 300 ans. Le stock de carbone dans le sol fut plus faible pour les incendies d'été qui se produisaient durant de plus courts IRF. Finalement, les impacts à court terme du changement climatique ont été investigués au cours de quatre périodes climatiques : 1980-2010, 2010-2040, 2040-2070 et 2070-2100. Des cartes d’intervalle de retour du feu historique et futur et des données météorologiques projetées par CanESM2 RCP8.5 ont été utilisées pour simuler la croissance des forêts, le taux de décomposition, le régime du feu et la dynamique du C. Dans nos expériences de simulation, l’accumulation de carbone dans l’écosystème était réduite de 11% d’ici à la fin de 2100. Les forêts d'épinette noire du Québec seraient possiblement en train de perdre leur capacité à séquestrer et à stocker le carbone organique durant les prochaines décennies, à cause des effets du changement climatique sur le régime de feu et la croissance des forêts. / Boreal black spruce forests (Picea mariana (Mill.) BSP) store great amounts of carbon in the living biomass and in the soil. Fire regime characteristics (e.g. fire return interval, fire intensity, fire season and severity) play a central role in the storage and flow of carbon, by modifying the distribution and transfer of material among pools. There is little doubt in the scientific community that climate change will cause changes in the temporal and spatial variables that control the frequency and severity of fires. A demographic diameter-class structured model was developed to simulate boreal carbon storage under different fire regimes. This approach incorporates the effect of fire intensity and stand structure measures to simulate fire severity, measured as the proportion of overstory tree mortality. The model allows quantifying and mapping average regional estimates of current and future carbon stocks for the black spruce-feathermoss bioclimatic domain of northern Québec. Simulation results suggest that fire severity increases with fire the intensity. Stand structure is one of the factors that explains the observed variation in boreal fire severity. We simulated carbon stocks and fluxes under seven levels of fire return interval (FRI) and two fire seasons. We tested for an effect of these parameters on average carbon stocks. Carbon stocks were sensitive to IRF's between 60 and 300 years. Soil C stocks were lower for summer fires that occurred during shorter IRF. Finally, we investigated the short-term impacts of climate change under four climatic periods: 1980-2010, 2010-2040, 2040-2070 and 2070-2100. Historical and future FRI maps and historical and forecasted weather data estimated by CanESM2 RCP8.5 were used to drive the growth of forests, decomposition rates, fire regime and C dynamics. In our simulation experiments, the accumulation of carbon in the ecosystem was reduced by 11% by the end of 2100. The results of this study suggest that black spruce forest could be losing their capacity to sequester and store organic C over the next coming decades due to climate change effects on the fire regime and on forest growth.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal. / L'objectif ultime de cette recherche est de doter les organisations québécoises d'un instrument fidèle et valide mesurant le climat de travail. La version expérimentale de l'instrument contient 114 énoncés regroupés sous huit dimensions, Elle est élaborée à partir des théories et des questionnaires actuels. Cette version expérimentale est soumise à 695 étudiants adultes inscrits à des cours du soir dans un Cegep de la région de Montréal, Une partie d'entre eux répondent aussi aux 18 énoncés de la version abrégée du " Likert organizational profil (L.O.P.) permettant ainsi d'établir la validité conceptuelle et convergente du nouvel instrument. Par la suite, les statistiques descriptives, une analyse de regroupement, une analyse factorielle avec rotation oblique, le calcul du coefficient alpha de Cronbach et l'analyse de contenu réduisent ces données à 34 items et cinq facteurs. Ces analyses permettent aussi de présenter l'instrument sous forme de variance expliquée et de corrélations. Les cinq facteurs du questionnaire détiennent un pourcentage de variance expliquée de 53.8, Les corrélations entre les facteurs se situent entre -.09 et ,39 et celles entre les énoncés d'un même facteur de .21 à .81. Les coefficients alpha des cinq facteurs varient entre .70 et .93. Pour ce qui est des corrélations avec le L.O.P., elles oscillent entre -.13 et .55. Les résultats obtenus ne sont ni concluants ni décourageants. La fidélité de l'instrument se compare avantageusement à celle des autres questionnaires sur le climat de travail. Les dimensions déterminées par l'analyse factorielle rejoignent celles de la littérature. Le questionnaire possède une validité de contenu grâce à la façon dont il est élaboré, une validité d'apparence selon les commentaires des sujets et une forte fidélité par consistance interne. Les résultats de l'analyse factorielle et le degré de corrélation avec le L.O.P, établissent des bases solides pour une validité de construit (conceptuelle). Cette recherche représente la première phase du processus de validation. Après quelques considérations particulières, il sera possible de vérifier la valeur de ce questionnaire directement auprès des organisations, En conclusion, la version finale proposée, suite à une démarche théorique et empirique rigoureuse, mérite l'attention des chercheurs désireux d'obtenir un outil de diagnostic adapté aux besoins particuliers des organisations du Québec.

Cette thèse, structurée en trois essais, porte sur l’économie de l’énergie et l’adaptation aux changement climatiques. Le premier essai (Chapitre 1) étudie la présence de bris structurels dans la demande d’essence au Canada en réponse aux politiques sur l’efficacité énergétique visant à réduire les émissions de gaz à effet de serre (GES). L’analyse est effectuée sur des données trimestrielles de 1965à 2012 en utilisant une approche bayésienne. Notre méthodologie est basée sur la méthode de Chib (1998) qui permet de multiples bris structurels et inconnus. Les résultats suggèrent l’existence de deux bris structurels définissant trois régimes. Dans le premier régime avant 1982, les élasticités prix et revenu se situent dans la plage de valeurs habituellement rapportée dans la littérature (-0,5 et 0,8 respectivement). Dans le troisième régime après 1986, le degré de réactivité du prix est quasiment nul alors que l’effet revenu est beaucoup plus faible (0,2). Le second régime fournit des résultats incohérents avec la théorie économique et correspond très probablement à une phase de transition perturbée par plusieurs chocs tels que la crise pétrolière, une récession et une réglementation de l’économie de carburant. Dans le deuxième essai (Chapitre 2), nous examinons la réaction ou l’ajustement du prix de l’essence aux prix du pétrole brut. Certaines études indiquent que le processus d’ajustement est asymétrique c’est-à-dire que le prix de l’essence réagit beaucoup plus rapidement à la hausse des prix du pétrole brut qu’à sa baisse, ce qui est communément appelé en anglais “rockets and feathers” process. Cependant, d’autres études concluent à un processus d’ajustement symétrique. Dans cet essai, nous estimons un modèle dans lequel des périodes d’ajustement symétrique et asymétrique alternent. Nous estimons plus précisément un modèle à changement de régime markovien à deux états en utilisant des données hebdomadaires sur le prix de l’essence et du pétrole brut couvrant la période de 21 janvier 1991 au 29 octobre 2018. Nos résultats confirment l’idée selon laquelle la transmission des chocs du brut alternent entre processus d’ajustements symétrique et asymétrique. Nos résultats indiquent qu’en moyenne la durée du régime asymétrique est nettement plus longue que celle du régime symétrique soit 139 semaines contre 71. En outre, l’occurrence d’un régime asymétrique est bien plus importante après l’an 2000. Par ailleurs, nous observons que les variances des prix de l’essence et du brut sont beaucoup plus importantes en période d’ajustement asymétrique, ce qui laisse supposer que ce régime est marqué par l’instabilité des marchés. Nos résultats sont également robustes à l’analyse en sous-échantillons. Les populations font face à des catastrophes naturelles (inondations, incendies et tornades par exemple) de plus en plus imprévisibles et dévastatrices. Dans le troisième essai (Chapitre 3),nous considérons un décideur responsable du lancement d’alertes d’inondation à l’intention de la population. La population est incertaine quant à la crédibilité des alertes et met à jour sa croyance à la suite de fausses alertes ou d’événements manqués. Nous montrons qu’une faible crédibilité amène le décideur à émettre des alertes pour de faible probabilités d’inondations. En pratique, ces probabilités sont fournies par des systèmes de prévisions hydrologiques. Dans un contexte réel, nous utilisons donc notre modèle pour comparer le bien-être social sous différentes prévisions hydrologiques. Nous observons que lorsque les prévisions incluent des scénarios extrêmes non réalistes, l’économie peut rester bloquée dans un état caractérisé par de nombreuses fausses alertes et une faible crédibilité. / This dissertation consists of three essays in energy economics and climate change adaptation. The first essay (Chapter I) focuses on the presence of structural breaks in the Canadian gasoline demand as a response to a fuel economy policy with a view to reducing greenhousegas (GHG) emissions. Using a Bayesian approach, the analysis is carried out on quarterly data from 1965 to 2012. Our methodology is based on Chib (1998) approach that allows for multiple and unknown breakpoints. The results suggest the existence of two breakpoints defining three regimes. In the first regime up to 1982, the price and income elasticities are in the range of values usually reported in the literature (-0.5 and 0.8 respectively). In the third regime after 1986, price reactiveness is close to zero while the income effect is much lower(0.2). The second regime provides results that are incoherent with economic theory and mostlikely corresponds to a transition phase disturbed by several shocks such as the oil crisis, are cession and fuel economy regulations. In the second essay (Chapter 2), we look at gasoline price response to crude oil prices by investigating the relationship between gasoline prices and crude oil prices. Some studies indicate that the adjustment process is asymmetric with the price of gasoline responding much more quickly to crude oil price hikes than crude oil price drops what is referred as the “rockets and feathers” process. However, other studies find a symmetric adjustment process. In this essay, we estimate a model that allows switches between periods of symmetrical and asymmetrical adjustment processes. Specifically, we estimate a two-state Markov regime-switching model using weekly gasoline and crude oil prices in the United States from January 21, 1991 to October 29, 2018. My results support the idea that gasoline prices response to crude oil prices shocks sometimes with a symmetric pattern and sometimes with an asymmetric adjustment process. We find that the expected duration in the asymmetric regime is significantly longer than for the symmetric regime 139 weeks versus 71 weeks. In addition, the occurrence of asymmetric regime is greater up to 2000. Further, we find that the variances of gasoline and crude oil prices are much larger in periods of asymmetric regime suggesting that this regime is marked by market instability. My results are robust to subsamples analysis. Populations are faced with more unpredictable and devastating natural disasters (e.g. floods, fires, tornadoes). In the third essay (Chapter 3), we consider a decision maker who is responsible for is suing flood warnings for the population. The population is uncertain about the credibility of the warnings and adjusts its beliefs following false alerts or missed events. We show that low credibility leads the decision maker to issue warnings for lower probabilities of flooding. In practice, those probabilities are provided by hydrological forecasts. We thereforeuse our model to compare welfare under alternative real-world hydrological forecasts. We find that when forecasts include non-realistic extreme scenarios, the economy may remain stuck in a state characterized by many false alerts and poor credibility.

Titre de l'écran-titre (visionné le 18 avril 2023) / La connaissance et l'appréciation de la fertilité des sols agricoles passent par l'analyse au laboratoire pour connaitre la composition, la productivité, la durabilité, la santé, et la sécurité des sols agricoles. Or la qualité de ces analyses impacte fortement tout le système de diagnostic des sols et de recommandation des pratiques agricoles durables dont essentiellement la fertilisation et les amendements. Pour instaurer un système garantissant une qualité accrue de caractérisation des sols, cinq laboratoires du Québec dont trois accrédités et deux laboratoires de recherches non accrédités ont participé à cette étude. L'objectif général était d'identifier les sources principales de variations des résultats de caractérisation des sols, de quantifier leurs amplitudes et de proposer des recommandations pour les contrôler. Ainsi trois objectifs spécifiques ont fait l'objet de cette étude doctorale : i) Un premier objectif spécifique consistait à évaluer l'effet des techniques de préparation des échantillons de sols (TPÉ) de cinq laboratoires du Québec sur la reproductibilité inter-laboratoires de TPÉ, réplicabilité intra-laboratoire de TPÉ et répétabilité intra-laboratoire d'analyse des sols selon une ANOVA à structure nichée. Les résultats de ce premier objectif de recherche ont montré des variations significatives inacceptables du pHₑₐᵤ, P[indice M3], Al[indice M3], (ISP)[indice M3], Ca[indice M3], Mg[indice M3], MO, Mn[indice M3], K[indice M3] et Cu[indice M3] dues à la température de séchage et à la distribution granulométrique différentes d'un laboratoire à un autre. Cet objectif de recherche démontre qu'au Québec, les méthodes de préparation des sols avant analyse doivent être standardisées, sans quoi il ne sera pas possible d'obtenir des données fiables pour les plans agroenvironnementaux de fertilisation et de recyclage (PAEF et PAER); ii) Un deuxième objectif spécifique portait sur l'effet de la saisonnalité d'échantillonnage sur la représentativité des indicateurs de fertilité des sols agricoles. En se servant de deux outils : de statistiques descriptives et de décomposition des séries chronologiques, on a observé un effet saisonnier essentiellement, pour deux indicateurs P[indice M3] et (ISP)[indice M3]. Cet effet saisonnier a limité le calendrier d'échantillonnage aux cinq premières semaines du printemps jusqu'à la fin mai et à toute la période de l'automne, à partir du début septembre; et iii) Un troisième objectif spécifique proposait un outil intra-laboratoire de suivi de surveillance et de contrôle de qualité de 11 indicateurs de fertilité des sols. Les limites d'erreur intra-laboratoire de surveillance trouvées étaient de 6,9% pour P[indice M3]; 6,1% pour K[indice M3]; 4,6% pour Ca[indice M3] et Mg[indice M3]; 4,7% pour Al[indice M3]; 6,5% pour Mn[indice M3]; 6,6% pour Fe[indice M3]; 5,5% pour (ISP)[indice M3]; 1,5% pour pHₑₐᵤ 1,0% pour pH[indice SMP] et 7,5% pour MO. Les limites d'erreur intra-laboratoire d'action trouvées étaient de 9,2% pour P[indice M3]; 8,1% pour K[indice M3]; 6,1% pour Ca[indice M3] et Mg[indice M3]; 6,4% pour Al[indice M3]; 8,8% pour Mn[indice M3]; 8,9% pour Fe[indice M3]; 7,4% pour (ISP)[indice M3]; 2,0% pour pHₑₐᵤ 1,3% pour pH[indice SMP] et 10,1% pour MO. Pour ces 11 indicateurs de fertilité les limites intra-laboratoire sont inférieures aux limites inter-laboratoires établies par le CEAEQ. / The Knowledge and assessment of agricultural soil fertility require laboratory tests to determine agricultural soils' composition, productivity, durability, health, and safety. The accuracy of these analyses has a substantial impact on the whole system of soil diagnosis and recommendation of sustainable agricultural practices, mainly fertilization, and soil amendments. To establish a plan that would guarantee a higher standard of soil characterization, five Quebec laboratories, three of which are accredited and two non-accredited research laboratories, participated in this study. The general objective was to identify the primary sources of variation in soil characterization results, quantify their magnitudes, and propose recommendations to control them. Thus, three specific objectives were the focus of this Ph.D. study: i) The first specific objective was to evaluate the effect of soil sample preparation techniques (SPT) from five Quebec laboratories on the inter-laboratory reproducibility of SPT, intra-laboratory replicability of SPT, and intra-laboratory repeatability of soil analysis according to a nested structure ANOVA. This first research objective showed significant unacceptable variations in pH[subscript water], P[subscript M3], Al[subscript M3], (ISP) [subscript M3], Ca[subscript M3], Mg[subscript M3], MO, Mn[subscript M3], K[subscript M3], and Cu[subscript M3] due to drying temperature and different particle size distribution from one laboratory to another. This research objective demonstrates that soil preparation methods before tests must be standardized; otherwise, it will not be possible to obtain reliable data for the agro-environmental fertilization and recycling plans (PAEF and PAER); ii) A second specific objective focused on the effect of sampling seasons on the representativity of agricultural soil fertility indicators. Using two descriptive statistics and time series decomposition tools, a seasonal effect was observed for three indicators pH[subscript water], P[subscript M3] and (ISP)[subscript M3]. This seasonal effect limited the sampling time frame to the first five weeks of spring through the end of May and the entire fall period beginning in early September; and iii) A third specific objective was to propose an intra-laboratory monitoring and control tool for 11 soil fertility indicators. The monitoring intra-laboratory limits of error were found to be 6.9% for P[subscript M3]; 6.1% for K[subscript M3]; 4.6% for Ca[subscript M3] and Mg[subscript M3]; 4.7% for Al[subscript M3]; 6.5% for Mn[subscript M3]; 6.6% for Fe[subscript M3]; 5.5% for (ISP)[subscript M3]; 1.5% for pH[subscript water]; 1.0% for pH[subscript buffer]; and 7.5% for OM. The limits of intra-laboratory error of action were found to be 9.2% for P[subscript M3]; 8.1% for K[subscript M3]; 6.1% for Ca[subscript M3] and Mg[subscript M3]; 6.4% for Al[subscript M3]; 8.8% for Mn[subscript M3]; 8.9% for Fe[subscript M3]; 7.4% for (ISP)[subscript M3]; 2.0% for pH[subscript water]; 1.3% for pH[subscript buffer] and 10.1% for MO. For these 11 fertility indicators the intra-laboratory limits are lower than the inter-laboratory limits established by CEAEQ.

L’aménagement forestier peut jouer un rôle dans la lutte contre les changements climatiques en augmentant le stockage de carbone dans la biomasse végétale et les produits du bois ainsi qu’en substituant des matériaux à empreinte carbone plus élevée par le bois. Cette étude visait à déterminer quelle stratégie d’aménagement écosystémique dans la sapinière à bouleau blanc de l’Est de la forêt boréale québécoise peut y contribuer. Ont été simulés sur une période de 199 ans : un scénario de référence représentant une coupe totale à 50 ans, deux scénarios avec révolution plus longue (70 et 80 ans), un scénario avec coupe partielle et un autre sans intervention (conservation). La comparaison des scénarios s’est faite sur la base de bilan de carbone en tonne de CO2e et sous l’approche du forçage radiatif, prenant en considération la distribution temporelle des émissions. Par rapport au scénario de référence, les scénarios à longue révolution et, dans une moindre mesure, la coupe partielle apportent de plus grands bénéfices au climat en augmentant les stocks de carbone en forêt et le ratio de produits de longue durée résultant des récoltes. Les produits du bois sont un élément clé de l’étude : les actions permettant de rallonger leur durée de vie et d’augmenter leur effet de substitution ont un impact majeur sur le bilan total et démontrent l’importance de les inclure dans l’évaluation. L’étude a aussi soulevé les besoins d’augmenter les connaissances par rapport à la dynamique de carbone dans les vieilles forêts, l’influence des changements climatiques sur celles-ci ainsi que sur la croissance des arbres, l’évolution du carbone dans le sol et des patrons de perturbations naturelles. L’effet induit par un scénario d’aménagement sur la vulnérabilité du peuplement face aux effets des changements climatiques pourrait également affecter sa performance d’atténuation du climat et devrait être testé ultérieurement. / Management of the world’s forests can play a role for climate change mitigation by increasing CO2 storage in vegetation biomass and harvested wood products, and by displacing CO2-intensive materials such as steel or concrete. This study aimed to determine how management of boreal forest stands can contribute to climate change mitigation in the context of ecosystem-based management. The study was based on the comparison of different strategies applied to a balsam fir-white birch stand in the Eastern boreal forest of Quebec (Canada). We simulated five scenarios over a 199- year period at the stand level: a reference scenario involving clearcut at 50-year intervals, and four 12 alternative scenarios clearcut with longer rotation length (70 and 80 years), partial cut, and a no harvest scenario. Overall, scenarios with longer clearcut rotations and, to a lesser extent, partial cut resulted in a higher potential to mitigate climate change. The substitution effect of wood products was revealed as a key aspect, suggesting that wood product manufacturing and utilisation on the markets, and not only forest management, need to be carefully considered.

L'augmentation des superficies forestières permet d'atténuer les changements climatiques en augmentant les puits de carbone en forêt et en assurant un apport soutenu en produits du bois sur les marchés. Le présent projet visait à quantifier le potentiel d'atténuation du boisement et du reboisement de territoires improductifs au Québec, considérant l'approche du bilan de carbone intégrée (forêt, produits du bois et substitution). Les analyses effectuées dans le cadre de l'étude nous ont permis d'évaluer le potentiel d'atténuation des changements climatiques du boisement et du reboisement des dénudés secs et des brûlis mal régénérés retrouvés dans le domaine bioclimatique de la pessière à mousses et des friches agricoles situées dans le domaine bioclimatique de la sapinière à bouleau jaune. Les résultats suggèrent que les plantations sans récolte ont généré, à l'âge de maturité, un plus grand potentiel de séquestration du carbone en forêt alors que les plantations récoltées prennent plusieurs décennies pour récupérer la perte de carbone engendrée par la récolte forestière. Cette dette peut être compensée que si une partie du bois récolté est convertie en produits du bois de longue durée et avec un effet de substitution élevé. Le besoin de données empiriques sur le taux d'accumulation du carbone par la succession végétale sur les friches agricoles en l'absence de boisement a été souligné afin de mieux quantifier le scénario de référence. L'intégration de l'impact des changements climatiques sur la croissance des plantations en fonction de trois projections de forçage radiatif (RCP 2.6, RCP 4.5 et RCP 8.5) montre que le potentiel d'atténuation des scénarios de boisement avec pin gris sur les dénudés secs et avec pin rouge sur les friches agricoles permettent une séquestration du carbone significative. Le choix des essences à planter et la stratégie d'aménagement forestier ont un impact plus important sur les stocks de carbone que l'impact des changements climatiques sur la croissance des arbres. Finalement, le climat a eu un impact sur la quantité et la qualité du panier de produits du bois en faisant varier le diamètre à hauteur de poitrine (DHP) des tiges récoltées en fonction des différents scénarios de forçage radiatif. L'augmentation de la proportion des produits du bois à longue durée retarde les émissions de GES dans le temps, mais produit davantage d'émissions de méthane (CH₄) en raison de la décomposition sous conditions anaérobies. Le recyclage des produits du bois en fin de vie à des fins de bioénergie a permis de réduire considérablement les émissions en évitant complètement la décomposition dans les dépotoirs. La présente étude a permis de mieux comprendre le rôle des plantations en tant que stratégie d'atténuation pour contribuer aux objectifs nationaux de réduction des émissions de GES en plus de préciser le rôle de l'intensification de la production ligneuse en matière d'atténuation des changements climatiques. / Increasing forest area can mitigate climate change by increasing forest carbon sinks and ensuring a sustained supply of wood products to markets. This project aimed to quantify the mitigation potential of afforestation and reforestation of unproductive territories in Quebec, considering the forest sector value chain (forests - products - markets). This study allowed us to evaluate the climate change mitigation potential of afforestation and reforestation of open woodlands and poorly regenerated burns in the spruce-moss bioclimatic domain and of abandoned farmlands in the balsam fir-yellow birch bioclimatic domain. The results showed that afforestation without harvesting generated a greater potential for forest carbon sequestration when plantations reached maturity, whereas harvested plantations take several decades to recover the carbon loss generated by forest harvesting. This debt can only be offset if some of the harvested wood is converted into long-lived wood products with a high substitution effect. The need for empirical data on the rate of carbon accumulation by natural succession on abandoned farmlands in the absence of afforestation was emphasized to better quantify the baseline scenario. Integrating the impact of climate change on forest growth under three radiative forcing projections (RCP 2.6, RCP 4.5, and RCP 8.5) showed that the mitigation potential of afforestation scenarios with jack pine on open woodlands and red pine on abandoned farmlands provided significant carbon sequestration. The choice of species to be planted and the forest management strategy had a greater impact on carbon stocks than the impact of climate change on tree growth. The quantity and quality of the basket of harvested wood product varied due to the impact of climate on the diameter at breast height (DBH) of harvested stems. Increasing the proportion of long-lived wood products delayed GHG emissions over time but produced more methane (CH₄) emissions due to decomposition under anaerobic conditions. Cascading use of wood products at their end of life into bioenergy conversion had significantly reduced emissions by avoiding decomposition in landfills. This study provided a better understanding of the role of afforestation and reforestation as mitigation strategies to contribute to national GHG emission reduction goals and to clarify the role intensification of wood production in climate change mitigation.

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2006-2007 / L'étude vise à montrer comment la variabilité climatique récente (1970-2002) a influé sur le débit des rivières Saint-Charles, Montmorency, Jacques-Cartier, Chaudière et Etchemin. Premièrement, les tendances dans le climat et les débits régionaux ont été identifiées. Un réchauffement variant entre 0,9°C et 1,6°C a notamment été mesuré; une baisse de pluviosité a été observée en août-septembre; une diminution des cumuls annuels de neige a caractérisé plusieurs secteurs. Pour les débits, des baisses de 25% à 80% ont caractérisé mai, août et septembre. Des autorégressions ont ensuite montré que la pluviosité a été dominante pour le contrôle des écoulements. L'altération de la pluviosité d'août-septembre est d'ailleurs la principale cause de l'accentuation des étiages d'été. Par ailleurs, le réchauffement semble avoir avancé la date des crues printanières par rapport aux années 1970; cela explique partiellement les baisses de débit de mai.

Cette recherche vise à analyser les conditions thermiques dans une chambre de CHSLD. L'analyse est réalisée en utilisant la simulation informatique (logiciel Bsim 2000). Une zone unique est simulée avec une fenêtre opérable recréant la ventilation latérale qui engendre la situation la plus critique en terme de potentiel de refroidissement. La période de simulation est la journée la plus chaude de l'année identifiée par le fichier climatique pour la ville de Québec, soit le 5 juillet. Le meilleur potentiel de ventilation naturel identifié comme cas de référence est l'auvent double et différentes stratégies de refroidissement passif y sont appliquées pour trois superficies de vitrage orientées principalement au nord, au sud et à l'ouest en vue d'atteindre la zone de confort thermique pré-établie pour les résidents de CHSLD. Les meilleures situations sont identifiées et intégrées dans des recommandations finales visant le maintien de la fenêtre opérable dans une chambre de CHSLD malgré l'adaptabilité limitée des résidents et le climat nordique de l'implantation de cette étude.