L'éclaircie précommerciale (EPC) consiste en l'abattage des tiges qui nuisent à la croissance des arbres d'avenir dans un jeune peuplement. Actuellement, au Québec, c'est la méthode sylvicole la plus utilisée pour permettre aux tiges d'atteindre leur plein potentiel de croissance. Pourtant, le rendement de ces peuplements éclaircis est encore peu connu. Cette intervention augmenterait la croissance des tiges et diminuerait théoriquement la vulnérabilité de l'arbre aux épidémies d'insectes. Cette hypothèse se base sur le fait que la vigueur des arbres en début d'épidémie influence la vulnérabilité et que l'EPC augmenterait la vigueur. Il n'y a toutefois pas de consensus sur la vulnérabilité des arbres traités face aux épidémies de TBE. L'étude a été réalisée dans la forêt boréale du Saguenay-Lac-Saint-Jean. L'objectif de cette recherche était de décrire la croissance des tiges de sapin baumier et d'épinette noire provenant de peuplements mélangés d'épinette/sapin et de peuplements monospécifiques d'épinette noire ayant subi une éclaircie précommerciale quelques années avant la dernière épidémie de TBE. Les EPC étudiées ont été réalisées en coupant principalement les feuillus, dans des peuplements composés de tiges plus âgées et de tailles supérieures aux tiges traitées aujourd'hui. Suite à ces observations, il semble qu'il soit plus juste de parler d'eclaircies non-commerciales. Les sites témoins étaient difficiles à trouver en raison du manque de connaissances sur la composition des sites avant l'intervention. De plus, les éclaircies retenues pour l'étude étaient dans des secteurs d'intenses activités forestières, elles ont été faites mur à mur dans les peuplements, contiguës à des obstacles naturels (lac, rivière, etc.) et à des coupes réalisées avant et après l'éclaircie. Les éclaircies réalisées dans ces sites ne semblent pas avoir augmenté l'accroissement en diamètre au DHP et l'accroissement spécifique en volume (ASV) des tiges traitées. Les épidémies de TBE ont affecté les peuplements d'épinettes noires éclaircis ou non. Certains résultats suggèrent que la vulnérabilité des épinettes noires traitées du secteur Nord (secteur avec témoins) face à la dernière épidémie de TBE n'a pas été diminuée suite à l'intervention, puisque les courbes de croissance se comparent à celles des témoins. Par contre la vulnérabilité des tiges à la TBE dépendrait de leur vigueur avant l'épidémie. Cependant, ces résultats ont été obtenus à partir de tiges dominantes ayant survécu à l'épidémie de TBE. L'ensemble de ces résultats suggère que les effets bénéfiques de l'éclaircie sur la croissance ont été atténués par la dernière épidémie de TBE. Or, il faut demeurer prudent quant à la portée des résultats en raison du nombre de sites étudiés et de la difficulté à trouver des sites témoins. Les éclaircies réalisées une à trois ans avant une épidémie n'ont pas eu d'effet positif sur la croissance des tiges traitées. Le moment de l'intervention par rapport au passage d'une épidémie de TBE pourrait être déterminant pour l'efficacité de l'éclaircie sur la croissance des arbres. Ainsi, l'effet d'une intervention plus de temps avant ou même pendant l'épidémie demande à être vérifié. Finalement, les résultats confirment que les épidémies de TBE font partie de la dynamique forestière boréale et qu'elles doivent être prises en compte dans l'estimation des rendements attendus par les éclaircies. À la lumière de ces résultats, il ressort que dans l'avenir des placettes échantillons non traitées soient conservées près des secteurs éclaircis afin d'avoir des témoins pour des études ultérieures.

Le bois de structure doit être protégé en vue de prolonger sa durée de vie utile en résistant aux intempéries et à la dégradation biologique. Jusqu'à tout récemment, des agents chimiques de préservation du bois tels que l'arséniate de cuivre chromatée (ACC) ou le créosote furent abondamment utilisés, autant au niveau industriel que chez les particuliers. Plus particulièrement, les bois traités à l'ACC, fréquemment mis à profit dans la construction d'aires de jeux récréatives pour enfant, ont attiré l'attention des différentes instances décisionnelles de nombreux pays. En ce sens, le gouvernement du Canada, appuyé dans sa décision par des recherches sur la toxicité des bois traités à l'ACC, émettait en avril 2002 une note de réévaluation des produits du bois traité à l'ACC visant son élimination progressive. Devant cette conjoncture d'interdiction, plusieurs groupes de recherches concentrent leur effort vers une voie de traitement du bois plus verte, il s'agit du traitement par haute température ou thermotransformation. La thermotransformation du bois a lieu lorsque celui-ci est soumis à des températures avoisinant 200 °C pendant plusieurs heures. D existe diverses méthodes pour arriver à une thermotransformation du bois et celle qui fait l'objet d'une implantation tant au niveau industriel que dans la recherche au Saguenay est la technologie « Perdure ». Le procédé « Perdure » se distingue, en partie, des autres technologies par l'utilisation d'eau dans la phase de refroidissement. Cette eau est pulvérisée dans le four directement sur le bois et ruisselé pour ensuite se récupérer par un tuyau d'évacuation. Cette eau se charge en matériel organique et ce résidu est appelé lixiviat. Au niveau chimique, plusieurs réactions ont cours sur les constituants du bois lors de son traitement à haute température. De plus, les principaux polymères du bois, soient l'hémicellulose, la cellulose et la lignine subissent des modifications chimiques qui génèrent des produits de dégradation thermique. La récupération par l'eau de ces produits peut, elle aussi occasionner un effet sur l'identité chimique des constituants du lixiviat et les modifier suffisamment pour leur attribuer de nouvelles propriétés. Compte tenu de son caractère récent, il n'existe que très peu de littératures sur ce sujet précis de la composition chimique du lixiviat issus de la thermotransformation. Dans le cadre de ce travail, le lixiviat généré par la thermotransformation du pin gris (Pinus banksiana Lamb.) sera l'objet d'étude. L'analyse chimique sommaire du lixiviat nécessite une extraction des composés présents par extraction liquide-liquide. Les composés de faible polarité et ceux de polarité intermédiaire sont extraits respectivement avec de l'hexane et de l'acétate d'éthyle. Les rendements d'extraction atteignent 0,099 g par 500 ml de lixiviat pour l'hexane et 0,685 g par 500 ml de lixiviat pour l'acétate d'éthyle. L'analyse par chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse révèle que les extraits du lixiviat de pin gris (Pinus banksiana Lamb.) se constituent principalement de composés phénoliques simples, de phénylpropanes, de furanes, de furanones, de pyranones, de lactones et de quelques terpènes. Les composés phénoliques et les phénylpropanes présents dans le lixiviat, tels que le guaiacol et le coniferaldehyde, originent de la partielle dégradation thermique de la lignine. Les furanes, furanones, pyranones et lactones proviennent quant à eux de l'hémicellulose et de la cellulose ayant subit une dislocation de leurs chaînes polymériques dû aux conditions extrêmes qui ont cours dans un four « Perdure ». Simultanément à ce phénomène, s'ajoute la possibilité de réactions de brunissement non-enzymatiques ou réactions de Maillard qui expliqueraient la présence de composés du genre furfural, maltol et lactones observés dans les extraits provenant du lixiviat. L'identification (confirmée par GC/MS) des composés présents dans les extraits du lixiviat atteint près de 90 % dans certains cas. L'évaluation du potentiel biopharmaceutique des composantes chimiques du lixiviat constitue la voie de valorisation retenue dans ce travail. Les tests effectués avec le lixiviat intégral et les extraits permettent de mettre en lumière un effet inhibiteur de la croissance cellulaire sur des lignées de type DLD-1 (cancer du colon humain) et A-549 (cancer du poumon humain) avec une prédominance pour les cellules de type DLD-1. Le fractionnement de l'extrait à l'acétate d'éthyle par chromatographie éclair à haute performance (High Performance Flash Chromatography ou HPFC) a permis d'identifier une molécule responsable de l'activité cancéreuse. Il s'agit du coniferaldehyde, un phénylpropane provenant de la dégradation thermique de la lignine qui atteint des valeurs d'IC5o de 66 uM sur les DLD-1. Il est important de mentionner qu'une activité anticancéreuse a été observée avec la phase aqueuse résiduelle de l'approche d'extraction. Le ou les composés responsables de cette bioactivité n'ont pas été identifiés dans le cadre de cette étude. Cette étude s'insère dans le cadre d'un vaste projet de recherche concernant l'implantation dans notre région (Saguenay Lac St-Jean) de la technologie de thermotransformation du bois nommée « Perdure » et son adaptation aux essences de la forêt boréale.

Certaines pessières à lichens de la forêt boréale commerciale ont déjà supporté des peuplements denses d'épinettes noires avant que des accidents de régénération n'en causent l'ouverture du couvert arborescent. La présente étude s'inscrit dans un vaste programme de recherche portant sur la remise en production des dénudés secs, dont les pessières à lichens. Cette étude a pour but de comparer des pessières à mousses et à lichens aménagées quant à leur solution de sol et de plants d'épinette noire (Picea mariana (Mill.) B.S.P.). Quatre traitements de préparation de terrain effectués dans des plantations d'épinettes noire de trois ans à 200 km au nord du Lac St-Jean, Québec,-Canada ont été étudiés, soit 1) Scarifiage dans une pessière noire à mousses récemment récoltée, 2) Scarifiage dans une pessière à lichens, 3) Taupe dans une pessière à lichens, 4) pessière à lichens sans préparation de terrain. À la lumière des résultats obtenus, il s'est avéré que trois ans après plantation, les plants ont présenté des croissances en hauteur et en diamètre similaires dans les pessières à mousses et à lichens scarifiées. Toutefois, les plants d'épinette noire des traitements Taupe et sans traitement présentaient des réductions de croissance considérables. Leur feuillage présentait de très faibles concentrations en azote et en calcium. Néanmoins, la solution de sol des pessières à lichens aménagées et celle des pessières à mousses scarifiées présente une teneur similaire en nutriments. La végétation influence faiblement la teneur en nutriments dans la solution de sol, soit entre 20 et 30 %. Les mêmes espèces végétales influencent la solution de sol et ce, d'une façon différente dans les pessières à lichens que dans les pessières à mousses. Les traitements de préparations de terrain diminuent la végétation compétitive sans toutefois supprimer son influence résiduelle sur la solution de sol.

L'épinette noire est la principale essence de la forêt boréale nord américaine. Par sa croissance lente, elle est une source importante de fibre de haute qualité pour les compagnies forestières canadiennes. Cette essence est par conséquent celle qui est la plus utilisée pour le reboisement. Le système racinaire d'une épinette noire adulte issue de la régénération naturelle est composé de racines adventives qui se sont développées sur la tige à un moment ou l'autre de sa vie. La mise en place rapide de ce système chez les plants à reboiser pourrait représenter une avenue pour accélérer la reprise de croissance suite à la plantation. L'objectif de ce travail est d'évaluer l'importance d'enfouir la base de la tige de semis plantés afin de favoriser le développement des racines adventives. Des semis d'épinette noire ont été plantés en juin, août et septembre 1996 en utilisant trois méthodes de plantation (conventionnel, enfoui et pré-enfoui) et trois types de sol (organique, minéral et 5 cm d'organique sur minéral). Depuis la plantation, la survie et la croissance des semis font l'objet d'un suivi annuel et, en 1998, des mesures d'échanges gazeux et de composition minérale ont été effectuées. Le taux de survie a atteint 99% en 1996, 95% en 1997, 88% en 1998 et 86% en 1999 pour l'ensemble de la plantation. Les semis plantés en juin sont plus gros que ceux plantés en août et septembre puisqu'ils ont pu croître l'année de la plantation; ils ont maintenu cet avantage par la suite. Durant l'année de la plantation, 3% des semis dont la tige était enfouie ou pré-enfouie ont développé des racines adventives. Ce taux est passé à 40% en 1997, à 55% en 1998 et à 62% en 1999. Le développement du système racinaire adventif se fait au détriment du système racinaire original. Jusqu'à maintenant les traitements qui favorisent la formation de racines adventives affectent positivement la croissance en hauteur des semis. Le léger retard de croissance provoqué par le stress de l'enfouissement des semis lors de leur production ou au moment de la plantation a été rapidement comblé et les semis enfouis et pré-enfouis sont plus grands que les semis conventionnels. Le défilement inverse est déjà présent chez les semis qui ont été enfoui et les racines adventives en sont responsables. Le type de sol a très peu affecté la croissance et le développement des semis. Aucune différence entre les traitements n'a pu être tirée à partir des échanges gazeux; les mesures auraient dû être prises sur une plus longue période. Aucune déficience majeure n'était présente lors de la prise des mesures pour les principaux éléments minéraux. L'enfouissement des semis d'épinette noire permet le développement prononcé des racines adventives et les plants enfouis ne sont aucunement gênés dans leur survie et leur croissance. Leur hauteur est même supérieure à celle des plants conventionnels; la présence de racines adventives pourrait en être responsable.

Actuellement au coeur d'une période d'instabilité économique observée mondialement, le secteur forestier québécois tente, tant bien que mal, de tirer son épingle du jeu. Cette industrie est encore aujourd'hui l'une des plus importantes activités économiques québécoises en matière de transformation. Or, comme les entrepreneurs forestiers correspondent à un maillon d'importance capitale du réseau d'approvisionnement forestier québécois, l'optimisation de leurs processus de gestion est primordiale. L'activité de récolte forestière, telle qu'on la connaît dans sa forme actuelle, possède un historique d'un peu plus d'une vingtaine d'années; un métier passant d'une forme artisanale (bûcheron) à une profession de plus en plus reconnue, soit celle d'entrepreneur forestier. Des restructurations rapides ont nécessité beaucoup d'adaptation de la part des dirigeants de petite entreprise de récolte forestière au Québec et, jusqu'à ce jour, aucune étude québécoise ne s'est intéressée à décrire leurs comportements managériaux. Dans une recherche effectuée auprès de 46 entrepreneurs forestiers de récolte répartis sur le territoire québécois, nous avons tenté de recenser le plus exhaustivement possible les comportements de gestion que ces derniers adoptent dans le cadre de leurs activités de gestion quotidienne. En d'autres mots, l'objectif de cette recherche était d'identifier les comportements de gestion des entrepreneurs forestiers de récolte afin de mieux comprendre « ce que font » ces dirigeants d'entreprise de petite taille en termes de management. Un modèle de recherche a permis de structurer la démarche scientifique et, ainsi, d'en arriver à nos fins. En conséquence, l'environnement externe, les caractéristiques de l'entreprise, celles des entrepreneurs et le type de donneurs d'ordres ont été identifiés comme des sources potentielles pouvant influencer les comportements de ces dirigeants. Les résultats de cette étude nous amènent à comprendre que certains éléments ou variables expliquent ou influent sur les comportements de gestion adoptés par ces entrepreneurs, c'est-à-dire que le milieu d'affaires de ces entrepreneurs est caractérisé par un contexte de petite entreprise de type artisanal, où l'entrepreneur est impliqué dans l'ensemble des activités et ses ressources sont limitées. De plus, on observe un milieu de sous-traitance où plusieurs de ces petites entreprises répondent à un donneur principal et vivent une dépendance d'affaires notable. Par ailleurs, le pourcentage de temps alloué aux déplacements et la distance à parcourir entre le domicile et le lieu de travail sont importants et cela influe sur le temps disponible pouvant être accordé par l'entrepreneur à certains aspects de gestion. Par ailleurs, il apparaît que peu importe l'industrie, la situation de sous-traitance place les petites entreprises dans une position de forte dépendance vis-à-vis de leur donneur d'ordres. Ainsi, cette relation influence de façon importante les comportements des propriétaires-dirigeants des entreprises de récolte forestière. La quasi-absence de comportements de gestion à caractère marketing et les quelques activités et dimensions négociées avec le donneur d'ordres en sont de bons exemples pour imager cette situation de dépendance. Outre certaines caractéristiques bien spécifiques à ce secteur d'activité, les résultats montrent que, dans l'ensemble, l'entrepreneur forestier ne diffère pas nécessairement de ses homologues, gestionnaires de petite entreprise artisanale, lorsqu'il s'agit d'adopter différents comportements de gestion. En effet, les dirigeants d'entreprise de récolte forestière rencontrés n'affectionnent pas particulièrement les tâches administratives, préférant de loin les tâches techniques et opérationnelles. Ils sont fortement impliqués dans les opérations, la planification est à court terme et informelle et leur marché est concentré plutôt localement (un sous-traitant pour plusieurs). Par ailleurs, les dimensions financières les préoccupent. Ce sont de petites entreprises avec de gros investissements (équipements) à financer et à rembourser sur une courte période de temps (environ cinq ans). Cette recherche illustre bien que plus d'un facteur oriente l'adoption ou non de pratiques managériales. Le contexte et les contraintes s'y rattachant, la relation de sous-traitance, l'historique, les coutumes administratives rattachées au secteur forestier et l'obligation d'apporter certains changements en lien avec la conjoncture économique ne sont que quelques-uns des facteurs explicatifs des comportements de gestion observés des 46 entrepreneurs rencontrés. De plus, les résultats de cette étude soutiennent le besoin pour ces entrepreneurs de développer de nouvelles compétences de gestion, autres qu'opérationnelles, afin d'accroître leur efficacité et leur efficience comme gestionnaires de petite entreprise.

L'ouverture des peuplements denses de pessières à mousses vers des peuplements de faibles densités de pessières à lichens est un phénomène naturel et irréversible. Ces territoires occupent au moins 6% du domaine bioclimatique de la pessière noire à mousses de sorte que le potentiel économique que représente leur boisement peut s'avérer considérable, surtout avec une modalité sylvicole ne nécessitant pas de plantation. Un dispositif en six blocs complets a été installé a l'été 2005 avec en parcelle principale 2 types de peuplements (pessières à mousse et pessière à lichens), et en sous parcelle deux niveaux de perturbation (coupé sans scarifiage et coupé avec scarifiage), afin de comparer les pessières à lichens (PL) et les pessière à mousses (PM) quant à la pluie de graines, la germination en laboratoire et l'installation des semis naturels. Des grilles de trappes à graines et de quadrats ont été installées au sol pour suivre la pluie de graines et l'installation des semis. Des comparaisons ont aussi été effectuées entre deux modalités sylvicoles en pessière à lichens, soit coupe et scarifiage et scarifiage sans coupe. Des tests de germination ont été réalisés en laboratoire sur les graines d'épinettes noires. La pluie de graines dans PM a été évaluée à 548 000 graines à l'hectare contre 381 000 graines à l'hectare dans PL l'année suivant les traitements sylvicoles et proviendrait principalement de la lisière boisée. Les graines les plus courtes ont germées dans une proportion de 7,5% alors que les graines les plus longues ont germées dans une proportion de 33,7%, peu importe que l'on soit en PM ou en PL. L'installation des semis d'épinettes noires a été 10 fois plus élevée dans PM par rapport à PL pour les superficies non perturbées au sol par la machinerie. Pour les superficies avec scarifiage, 4,1 fois plus de semis d'épinettes noires ont été dénombrés dans le sillon par rapport à l'inter-sillon, indépendamment du type de peuplement. La réceptivité du sillon de scarifiage s'est avérée 19,5 fois plus élevée dans le sillon de scarifiage par rapport à l'inter-sillon sans différence significative par rapport au peuplement (PM vs PL). Le sol minéral mis à nu et la matière organique en décomposition se sont révélés les meilleurs substrats pour l'émergence des semis d'épinettes noires dans le sillon de scarifiage. Pour ce qui est des comparaisons entre la pessière à lichens coupée (PL) et scarifiée et la pessière à lichens scarifiée sans coupe (PLSC), 7,7 fois plus de graines ont été récoltées dans PLSC par rapport à PL. La modalité sans coupe ne s'est donc pas avérée limitante quant à l'ensemencement naturel. Les résultats suggèrent un potentiel pour l'ensemencement naturel des PL de faibles densités suite à un scarifiage du sol.

Au cours des dernières années, l'exploitation forestière en forêt boréale a atteint ses limites dans certaines régions. De nouvelles stratégies doivent être établies afin d'augmenter le volume de bois produit en forêt. Dans cette perspective, des interventions sylvicoles, comme l'éclaircie commerciale (EC) et les coupes avec protection des petites tiges marchandes (CPPTM) et de la régénération et des sols (CPRS) représentent des interventions intéressantes à préconiser puisqu'elles permettent une récolte plus hâtive et plus productive des peuplements traités grâce à l'augmentation de croissance des tiges résiduelles. Par contre, une forte croissance peut entraîner une baisse de la qualité du bois (propriétés mécaniques) en agissant sur les paramètres anatomiques, la masse volumique du bois et le diamètre des branches. L'objectif de ce projet est d'évaluer la croissance ainsi que la qualité du bois de l'épinette noire à la suite de trois différentes interventions sylvicoles (EC, CPPTM et CPRS). À cette fin, le projet a analysé les effets de ces interventions en évaluant la variabilité de l'accroissement radial à l'échelle du peuplement en plus d'évaluer le volume de bois produit et la qualité du bois en fonction de la proportion de bois final, de la masse volumique du bois, des paramètres anatomiques et du diamètre des branches. Pour ce faire, cinq stations par intervention, avec leur témoin respectif, ont été échantillonnées. À l'intérieur de chaque station, cinq individus ont été sélectionnés selon un dispositif de sous-échantillonnage. La croissance radiale est accélérée à la suite des trois interventions avec une forte variabilité intra-station. Aucun changement significatif n'a été observé dans la proportion de bois final, dans la masse volumique du bois et dans l'aire du lumen à la suite de TEC et de la CPPTM. Seule une diminution dans l'épaisseur des parois cellulaires dans les stations de CPPTM a été constatée. De plus, dans ces stations, le diamètre des branches est supérieur aux témoins, mais cette augmentation ne semble pas suffisante pour influencer la classification des tiges selon les normes. Après la CPRS, la période de juvénilité semble être prolongée et celle-ci pourrait nuire à la qualité du bois produit. Il est possible de conclure que l'effet des interventions en peuplement mature (EC, CPPTM) n'affecte pas significativement les paramètres de qualité analysés dans cette étude. Par contre, les peuplements juvéniles (CPRS) semblent plus affectés.

La forêt boréale constitue l'un des plus vastes écosystèmes forestiers de la planète, correspondant presqu'au tiers de toutes les forêts du monde et occupant plus de la moitié du Canada. Au Québec, elle constitue le principal domaine de végétation, recouvrant près du tiers de la superficie, soit quelque 560 000 kilomètres carrés dont plus de 75% est occupé par des espèces résineuses telles l'épinette noire et blanche, le sapin baumier, le pin gris. Les régimes de perturbations naturelles font partie intégrante des processus écologiques régissant la dynamique forestière en milieu boréal. Outre les feux de forêt qui affectent chaque année des superficies importantes de forêt, les épidémies d'insectes perturbent périodiquement de larges massifs forestiers agissant également sur la création de mosaïques forestières complexes en termes d'âge, de composition et de structure. Dans la partie sud-est de la forêt boréale, la tordeuse des bourgeons de l'épinette (TBE) est le principal insecte ravageur s'attaquant, de façon récurrente, aux peuplements de sapin et d'épinette. Les épidémies n'ont commencé à être documentées qu'à partir du 20e siècle au Québec et c'est aussi ce siècle qui est le mieux représenté par les données dendrochronologiques. L'historique des épidémies du 19e siècle est basé sur des données de moins en moins nombreuses, et au-delà du 19e siècle, les sources d'informations s'estompent rapidement. Afin de bien comprendre et caractériser le régime de perturbation lié aux épidémies de TBE, il est essentiel de déterminer la variabilité naturelle associée à ces épidémies sur le plan spatial et temporel. Cette connaissance est d'autant plus importante dans un contexte où l'aménagement forestier écosystémique basé sur l'émulation des processus naturels est suggéré comme une approche alternative à la foresterie actuelle. L'objectif général de cette thèse est d'évaluer le potentiel d'utilisation des isotopes stables dans les cernes de croissance pour reconstituer les épidémies de la TBE au cours des derniers millénaires. L'utilisation des isotopes stables pourrait permettre de reconstituer la dynamique des épidémies de tordeuse des bourgeons de l'épinette en forêt boréale au Québec, dans le secteur des Monts-Valin situé environ 100 km au nord de la ville de Chicoutimi, Saguenay. Afin de reconstituer le plus précisément possible les périodes de défoliation liées à la tordeuse, l'approche multi-indicateurs basée sur la largeur des cernes de croissance d'arbres vivants et subfossiles, de même que leur composition isotopique en carbone et en oxygène a été utilisée. L'approche isotopique basée sur la réponse physiologique des arbres face à un changement environnemental a été introduite afin de préciser l'interprétation dendrochronologique des courbes de croissance des arbres subfossiles puisque dans ce contexte, les méthodes traditionnellement utilisées pour identifier les épidémies de TBE, comme la comparaison de courbes d'espèce hôtes et non hôtes, n'étaient pas praticables. Les isotopes stables étant utilisés pour la première fois dans ce type d'étude, les résultats escomptés sont basés sur des considérations théoriques. La fiabilité de l'utilisation des ratios isotopiques de carbone et d'oxygène des anneaux de croissance comme aide à l'identification d'épidémies connues de TBE a été vérifiée sur des individus matures de deux espèces de conifères hôtes, le sapin baumier et l'épinette noire. Le signal isotopique observé chez ces espèces a été comparé à celui du pin gris, une espèce non affectée par la TBE. Un signal isotopique, sous la forme d'un enrichissement en 13C de la cellulose des anneaux de croissance formés pendant les années épidémiques par rapport à ceux formés lors d'années endémiques, a été observé chez les espèces hôtes de la TBE. Aucune variation du ratio isotopique de carbone n'a été décelée lors de la même période chez le pin gris qui n'est pas affecté par l'insecte. Par contre, aucune variation spécifique aux périodes de défoliation n'a été observée dans les ratios isotopiques d'oxygène chez les espèces hôtes par rapport aux non hôtes. Les aspects physiologiques liés à la défoliation ont été examinés à l'aide d'un dispositif expérimental incluant différents niveaux de défoliation artificielle sur de jeunes sapins baumiers a été répété durant quatre saisons de croissance. L'objectif visait à déterminer les facteurs qui limitent l'interprétation des variations de la composition isotopique en carbone et en oxygène des cernes de croissance (Ô13C et Ô18O, respectivement) sous l'effet de la défoliation. L'effet de la défoliation sur la composition isotopique en carbone et oxygène des cernes de croissance a pu être reproduit artificiellement. Toutefois, aucune relation positive entre le Ô13C de la cellulose du cerne et l'assimilation en CO2 n'a pu être mise en évidence. L'hypothèse liant l'augmentation du taux d'assimilation du CO2 lors de la photosynthèse à l'enrichissement en 13C de la cellulose des cernes de croissance a donc été rejetée. Un mécanisme post-carboxylation semble plutôt à envisager. L'utilisation des réserves enrichies en 13C pour la formation des parois cellulaires dans les anneaux de croissance est l'hypothèse retenue mais reste à vérifier. Similairement aux arbres matures, aucun effet significatif de la défoliation sur les ratios isotopiques d'oxygène n'a été observé. La conductance stomatique est aussi demeurée insensible au traitement de défoliation. L'application aux subfossiles d'arbres de la méthode d'identification des épidémies de tordeuse des bourgeons de l'épinette à l'aide des isotopes stables, de même que la reconstitution des épidémies passées à partir de ce matériel, ont été finalement été abordé. Les résultats isotopiques obtenus n'ont pas permis de confirmer le lien entre les réductions de croissance observées et les épidémies de TBE. Malgré tout, les résultats suggèrent que les périodes épidémiques sévères au cours de l'Holocène ont été des événements rares en comparaison avec le XXe siècle. Malgré un travail intensif d'excavation de plus de 500 pièces de bois dans trois différentes tourbières, très peu d'arbres excavés ont pu être interdatés. Moins de 10% des arbres du genre Picea ont été utilisés pour la construction de chronologies, les variations de croissance interannuelles étant trop faibles pour permettre l'interdatation de la plupart des séries. Une chronologie flottante à partir de cette espèce arborescente couvrant 364 ans a tout de même été établie et datée au radiocarbone vers 5.1 ka BP, une période où la fréquence de feux de forêt réduite aurait permis la mise en place d'une structure forestière propice aux épidémies. Sur la période de 180 ans analysée à l'aide des méthodes dendrochronologiques et isotopiques, seulement deux épisodes épidémiques potentielles auraient eu un impact suffisant pour être enregistré dans les anneaux de croissance des arbres. Les résultats obtenus suggèrent un moins grand impact des dans le passé par rapport au XIXième et XXième siècles.

L'épinette noire (Picea mariana (Mill.) B.S.P.) est une essence dominante en forêt boréale continue au Québec. Son abondance et les propriétés de son bois en font une espèce d'importance pour l'industrie du papier et du bois d'oeuvre. Il est à noter que les propriétés physiques du bois sont liées de près à son anatomie, connue pour varier en fonction de contraintes d'origines génétiques et environnementales. Parmi ces contraintes, l'influence des variations climatiques constitue un facteur d'importance dans la formation des tissus ligneux. Dans ce contexte, la latitude constituerait un indicateur des conditions macroclimatiques qui prévalent sur un territoire et qui ont une influence sur la croissance des arbres. Les variations dans les propriétés anatomiques du bois de l'épinette noire ont donc été étudiées le long d'un gradient latitudinal (47 °N à 52 °N) traversant la forêt boréale continue de la province de Québec (Canada). La largeur des cernes de croissance, du bois initial et du bois final, la proportion de bois final, le nombre de cellules, la longueur et le diamètre radial des cellules, le diamètre et l'aire du lumen ainsi que l'épaisseur des parois cellulaires ont été mesurés par analyse d'images à partir d'échantillons provenant de 15 peuplements matures. Les échantillons ont été prélevés systématiquement à tous les 100 km du sud au nord de l'aire d'étude. Nos résultats suggèrent que la largeur de cerne (bois initial et final) et le nombre de cellules, le diamètre radial et l'épaisseur des parois des cellules de bois final diminuent avec l'augmentation de la latitude. L'existence d'un patron de variation géographique dans Fanatomie du bois de l'épinette noire serait le résultat d'adaptation des arbres face aux conditions changeantes de leur environnement, le long du gradient étudié. Aucune variation latitudinale n'a été notée dans le rapport Paroi/Lumen ainsi que pour la longueur des trachéides. Aucune tendance significative n'a été relevée pour la proportion de bois final malgré une légère augmentation en passant du sud au nord de la zone à l'étude. Toutefois, la grande variabilité dans la croissance radiale des arbres échantillonnés le long du gradient pourrait expliquer cette absence de relation. L'augmentation de la proportion de bois final vers le nord laisserait envisager une densité plus élevée du bois des arbres croissants à des latitudes plus nordiques. La diminution progressive dans l'épaisseur des parois des cellules de bois final vers les extrémités nord et sud du gradient pourrait également s'avérer déterminante pour la qualité des produits du bois. Les résultats obtenus démontrent le potentiel d'une exploitation ciblée et sélective du bois de l'épinette noire selon sa provenance géographique en fonction des caractéristiques anatomiques recherchées et liées à la qualité du bois et du papier. Des précisions et analyses supplémentaires permettrait d'expliquer l'impact des variations observées sur la qualité de ces produits.

Au Québec, la zone de la forêt boréale, qui se distingue par de grandes superficies de peuplements de conifères, se caractérise par un aménagement forestier important. Parmi les quatre espèces de pins qui se retrouvent naturellement au Québec, le pin gris {Pinus banksiana Lamb.) présente la plus importante valeur économique en raison de son abondance et de sa distribution sur un vaste territoire. La régénération naturelle du pin gris est assurée par une banque de graine aérienne, enfermée dans des cônes sérotineux qui s'ouvrent lors du passage d'un feu de forêt. Après une coupe forestière, la régénération préétablie est insuffisante dans la majorité des peuplements, ce qui implique un recours accru à la plantation pour assurer le renouvellement des pinèdes exploitées. Les plants utilisés sont produits dans des récipients à paroi rigide qui induisent des déformations importantes du système racinaire et qui affectent plus de 95% des plants de pins gris. D'un autre côté, jusqu'à 30% des individus plantés arborent une tige sinueuse qui réduit la qualité du bois. Les études comparatives entre des peuplements dont l'origine diffère restent rares pour le pin gris, rendant difficile la compréhension globale des déformations racinaires et de la sinuosité des tiges sur le développement des arbres. Enfin, les études qui portent sur l'impact de la plantation considèrent le plus souvent la performance des plants (volume, accroissement annuel) et elles tiennent rarement compte de la qualité du bois. Pour les racines, lorsqu'elles sont étudiées, les observations portent surtout sur l'allocation de la biomasse et les ratios entre les structures aériennes et souterraines. L'objectif de cette recherche consiste à caractériser la croissance et le développement des structures aériennes et souterraines des pins gris, par une approche novatrice, à savoir l'architecture des plantes. Cette méthode est rarement utilisée au Québec, et le pin gris n'a fait l'objet d'aucune étude portant sur son architecture. Il s'agit d'une approche multi échelle qui prend en considération l'ensemble des structures d'un arbre, dont elle décrit leur nature et leur organisation relative dans l'arbre. Les objectifs secondaires sont: 1 ) de caractériser l'architecture de l'axe principal (la tige) du pin gris; 2) de comparer les variables utilisées pour l'analyse architecturale entre des pins gris naturels et plantés et présentant une tige droite ou sinueuse; 3) de déterminer le développement architectural, spatial et temporel des racines de pins gris plantés et naturels; 4) de caractériser comment les systèmes aériens et souterrains des pins gris s'harmonisent dans le temps et l'espace, en fonction de l'origine des peuplements. L'étude porte sur deux sites du domaine de la pessière à mousse de l'Ouest, dans la zone de la forêt boréale québécoise. La plantation date de 1987 et les individus étaient âgés de 15 ans. Le peuplement naturel s'est établi après un feu de 1983 et l'âge des arbres variait de 13 à 16 ans. Les sites ont été retenus pour minimiser les variations dues à l'âge, au climat et au sol. La tige, les branches et les racines de 40 pins gris ont été récoltées. Sur chaque site, dix individus présentaient une tige droite et dix autres, une tige sinueuse. La variabilité de la forme des tiges et la densité des peuplements ont été caractérisées. Les structures aériennes sont divisées en quatre échelles d'observation: l'arbre, les axes (tige et branches), les pousses annuelles et les unités de croissance. Les structures souterraines se divisent en trois échelles: le système racinaire, les axes et les segments. Les variables analysées diffèrent selon les structures et les échelles d'observation considérées, mais elles concernent l'une ou l'autre des données suivantes: le nombre, la longueur, le diamètre, la biomasse photosynthétique, le volume, l'évolution temporelle ou la répartition spatiale. Les pins sinueux sont moins fréquents sur le site naturel, ils se trouvent sous forte compétition (opprimés) et vont éventuellement être éliminés du peuplement avec son vieillissement. En plantation, le nombre élevé de tiges sinueuses (62%) est associé à l'origine du site. Ces tiges présentent une qualité du bois réduite et la croissance des arbres en est affectée. Le caractère polycyclique des pousses annuelles apparaît avec un retard de 3 ans sur les tiges sinueuses par rapport aux tiges droites du même site. La quantité de biomasse disponible pour la photosynthèse s'acquiert donc avec un certain retard pour les tiges sinueuses, du moins en milieu naturel, car en plantation la biomasse reste comparable entre les deux formes de tiges. L'utilisation de l'énergie pour développer du bois de compression pourrait expliquer en partie la taille réduite des arbres sinueux. Au niveau des systèmes racinaires, après 15 ans de croissance, les pins gris plantés ne présentent pas de racine pivotante et les racines principales sont initiées à 97% dans les 20 premiers cm de sol. À l'opposé, en milieu naturel, tous les individus présentent un pivot, et 30% des racines principales sont initiées à plus de 20 cm de profondeur. De plus, 50% de la longueur des racines des arbres plantés se concentre sur une superficie correspondant au tiers de la surface du sol, secteur qui concorde avec la position du sillon. En milieu naturel, les racines se répartissent régulièrement tout autour des tiges. Dans la couronne des pins gris naturels, la longueur des branches est maximale dans un secteur opposé aux racines, alors qu'en plantation, les branches présentent une longueur maximale dans la même direction que les racines. Ainsi, en milieu naturel, lorsque les facteurs externes (vent, neige) agitent la couronne, les arbres auraient tendance à osciller moins que les pins plantés. Ces derniers offrent un moins bon support perpendiculairement au sillon, alors que la couronne présente la plus forte emprise aux facteurs externes dans cette direction. À ces éléments spatiaux s'ajoutent le fait que la croissance annuelle en longueur des racines latérales des arbres plantés montre un retard de cinq ans par rapport au milieu naturel, bien que la tige se développe normalement pendant cette période. Ainsi, en plantation, le développement rapide de la tige ne s'appuie pas sur un système racinaire étendu pour la période de 1 à 5 ans après la germination. Tous ces facteurs augmentent les risques de sinuosité des tiges plantées, cette sinuosité pouvant être induite, entre autre, par le vent ou la neige. L'impact de ces deux facteurs sur les arbres risque de prendre d'autant plus d'importance avec le temps, en raison de l'augmentation de la taille de la couronne (jusqu'à un certain point) avec le vieillissement des arbres. L'effet des facteurs externes se trouve encore augmenté si la stabilité de l'arbre n'est pas assurée dans toutes les directions, comme c'est le cas en plantation. La conséquence ultime d'un système racinaire déformé consiste au renversement des tiges, à laquelle s'ajoute la diminution permanente de la qualité induite par la sinuosité chez les arbres juvéniles. De plus, la densité des plantations favorise un accès plus grand à la lumière, ce qui conduit à une augmentation du nombre et du diamètre des n?uds présents sur les tiges. Hors, ces derniers diminuent la qualité du bois, tout comme la sinuosité. D'un autre côté, la faible densité des plantations favorise une croissance plus rapide des arbres. La recherche d'un équilibre entre gain en croissance et qualité du bois serait appropriée pour cette espèce, d'autant plus qu'elle est reconnue pour avoir un haut potentiel d'héritabilité des caractères génétiques. Parmi les critères qui expriment un potentiel intéressant, le polycyclisme des tiges est sans doute le prochain à prendre en compte. En effet, l'accroissement du nombre de cycles formés par année agit directement sur le gain en longueur des tiges, donc sur le volume de bois produit. Par contre, tous les cycles n'apportent pas un gain valable: certaines UC sont très courtes, bien qu'elles induisent une augmentation du nombre de branches, ce qui diminue la qualité totale du bois. Afin de produire du bois de bonne qualité, particulièrement au niveau mécanique, et en quantité suffisante pour répondre à la demande, il est nécessaire d'améliorer les techniques de production des plants et de déterminer les méthodes de préparation du sol qui présentent le moins d'incidence sur les racines, afin de diminuer les risques liés à la plantation. La réduction du temps requis pour la production des plants, l'utilisation des récipients différents de ceux employés traditionnellement, l'absence de sillons ou un scarifiage à double passage, la variation de la densité des peuplements font partis des critères qui méritent d'être analysés quant à leurs impacts sur le développement des tiges et des racines des pins gris. Mots clés: Pinus banksiana; pin gris; architecture; sinuosité; racine; croissance; évolution spatiale; évolution temporelle; ratio aérien / souterrain; plantation; régénération naturelle; qualité du bois; branches; polycyclisme.