Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Thèse réalisée en cotutelle entre l'Université de Montréal et l'Université Bourgogne Franche-Comté / Les feux, le climat et leurs interactions sont des facteurs clés de la dynamique des forêts boréales. Dans un contexte où les changements climatiques en cours augmentent les risques d’incendies, une hausse de la fréquence des feux constitue une menace pour les populations locales (qualité de l’air, risques sanitaires, décès, etc.), les ressources forestières (déforestation, baisse de volume bois, etc.) et l’environnement (perte d’habitats naturels, hausse des émissions de CO2, pollution diverse, etc.). Comprendre les dynamiques passées aidera à gérer durablement les forêts boréales et à anticiper les effets des changements climatiques futurs. A l'aide d’analyses paléoécologiques multiproxies (chironomes, charbon de bois, pollen) de trois carottes sédimentaires (lacs Mista et Adèle (est du Québec), Aurélie (Ouest du Québec)), nous avons documenté les interactions à long terme entre le climat, le feu et la végétation le long d’un gradient longitudinal est-ouest du Québec au cours des 8500 dernières années. Nos résultats suggèrent l'existence d'un fort contraste de températures estivales entre l'est et l'ouest du Québec avant 7000 ans AA (avant l’actuel). Dans l'est, durant cette période, l'influence indirecte des vestiges de l'Inlandsis Laurentidien et les conditions de surface de l'océan contrebalancent l'insolation maximale pour induire des conditions estivales plus fraîches. La température estivale maximale n'est atteinte qu'entre 6000 et 5000 ans AA. L'ouest du Québec est peu ou pas affecté par ces influences et l'évolution des températures semble parallèle à la diminution de l'insolation pendant l'été, avec un maximum de températures autour de 7500 ans AA. Les changements de températures estivales ne semblent pas jouer un rôle prépondérant sur la dynamique de la végétation et des feux à l’est du Québec. La dynamique à long terme de la pessière à mousses de l’est est contrôlée, entre autres, par la taille et la fréquence des feux. Au lac Adèle, la pessière à mousses s'est ouverte vers 3000 ans AA. Mais le seuil de résilience de Picea mariana a probablement été dépassé vers 1500 ans AA, conduisant à la transformation de la pessière à mousses en pessière à lichens. Des incendies récurrents à intervalles rapprochés semblent être le principal mécanisme de déclenchement. Au lac Mista, la pessière à mousses s'est ouverte vers 2000 ans AA, mais elle s’est probablement redensifiée au cours des 300 dernières années. Bien que la pessière à mousses semble résiliente, elle reste dans un état d'équilibre précaire car la fréquence des incendies pourrait augmenter dans le contexte du changement climatique et déclencher la transformation de la pessière à mousses en pessière à lichens. A l’opposé des sites à l’est du Québec, à Aurélie (ouest du Québec), les feux semblent moins récurrents avec le refroidissement de la température estivale. Il existe une relation entre les variations de température estivale et la végétation. Il y a donc un contraste entre l’est et l’ouest sur les processus de contrôle de la dynamique de la végétation. / Fire, climate and their interactions are key factors in the dynamics of boreal forests. In a context where the ongoing climate change is increasing fire risk, a rise in fire frequency poses a threat to local populations (air quality, health risks, deaths, etc.), forest resources (deforestation, drop in timber volume, etc.) and the environment (loss of natural habitats, rise in CO2 emissions, various types of pollution, etc.). Understanding past dynamics will help to manage boreal forests sustainably and anticipate the effects of future climate change. Using multiproxy paleoecological analyses (chironomids, charcoal, pollen) of three sediment cores (lakes Mista and Adèle (eastern Quebec), Aurélie (western Quebec)), we have documented the long-term interactions between climate, fire and vegetation along a longitudinal east-west gradient in Quebec over the past 8500 years. Our results suggest the existence of a strong contrast in summer temperature between eastern and western Quebec prior to 7000 years BP (before present). In the east, during this period, the indirect influence of the remnants of the Laurentide Ice Sheet and ocean surface conditions offset maximum insolation to induce cooler summer conditions. Maximum summer temperatures were only reached between 6000 and 5000 cal yr BP. Western Quebec is little or unaffected by these influences, and the evolution of temperatures parallels the decrease in insolation during summer, with a temperature maximum around 7500 cal yr BP. Changes in summer temperatures are probably not the main factor controlling fire and vegetation dynamics in eastern Quebec. The long-term dynamic of the eastern spruce-moss forest is controlled, among other things, by the size and frequency of fires. At Lake Adèle, the spruce-moss forest opened around 3000 cal yr BP. But the resilience threshold of Picea mariana was probably exceeded around 1500 cal yr BP, leading to the transformation of the spruce-moss forest into a lichen woodland. Recurrent fires at short intervals seem to be the main triggering mechanism. At Lake Mista, the moss forest opened around 2000 cal yr BP, but has probably redensified over the last 300 years. Although the spruce-moss forest seems resilient, it remains in a precarious state of equilibrium, as the frequency of fires could increase in the context of climate change, triggering the transformation of the spruce-moss forest into a lichen woodland. In contrast to the sites in eastern Quebec, in Aurélie (western Quebec), fires seem to recur less frequently as summer temperatures cool. There is a relationship between summer temperature variations and vegetation. There is therefore a contrast between east and west in terms of the processes controlling vegetation dynamics.