De manière récurrente, les infestations d'insectes causent des dommages importants et à l'occasion la mortalité de leurs hôtes. Ce sujet est d'intérêt particulier pour l'industrie forestière, car la productivité diminue et les quantités de bois peuvent devenir insuffisantes pour satisfaire la demande. Au Québec, les plantations de peupliers sont d'importantes sources d'approvisionnement pour le bois d'œuvre et de pâte à papier, c'est pour ces raisons que des espèces du genre Populus ont été croisées pour créer des peupliers hybrides qui seraient plus tolérants aux stress abiotiques et biotiques. Les conditions météorologiques, les agents pathogènes et les différences dans la qualité des fibres ont été examinés sur des clones hybrides, mais seulement quelques études concernant les vulnérabilités aux insectes ont été complétées. Actuellement, le ministère des ressources naturelles et de la faune du Québec étudie les susceptibilités de ces peupliers hybrides envers les insectes nuisibles. Dans la présente étude, les préférences alimentaires de la livrée des forêts, Malacosoma disstria, un défoliateur important du peuplier en Amérique du Nord, seront étudiées sur différents clones de peupliers hybrides. Les caractéristiques physiques foliaires de ces clones hybrides, telles que la teneur en eau, la longueur du pétiole, et la longueur et la largeur des feuilles, seront mesurées, et des tests de performance seront effectués avec des larves de la livrée des forêts. Aussi, des tests sans-choix et de comportements seront réalisés et étudiés avec l'hôte principal de la livrée des forêts, le peuplier faux-tremble, Populus tremuloides. Les résultats démontrent que le feuillage de certains peupliers hybrides a été préféré de façon différenciée par les larves de M. disstria. Le groupe d'hybrides le moins préféré et choisi provoquant constamment des réponses dissuasives, et où aussi le taux de survie était le plus bas, était composé principalement de clones ayant un lien parental avec des peupliers baumiers ou japonais. Les groupes d'hybrides modérément et hautement préférés qui ont été principalement acceptés (consommés) par les chenilles comprenaient des parents hybrides liés avec les peupliers deltoïdes ou euraméricains. Ces résultats peuvent potentiellement améliorer la sélection des clones de peupliers hybrides qui présentent des susceptibilités faibles pour les larves de la livrée des forêts et peuvent maintenir une productivité élevée au cours des années d'épidémies. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : les clones de peupliers hybrides, Populus spp., la livrée des forêts, Malacosoma disstria, les préférences alimentaires, des tests de performance, des tests sans-choix

L'aménagement de bandes de protection riveraines par le biais de la revégétalisation est considéré comme un des moyens les plus efficaces pour la réduction de la pollution agricole diffuse. Par ailleurs, la restauration de la zone riveraine en milieu agricole a une importance particulière pour la biodiversité, car les habitats riverains abritent des espèces que l'on ne retrouve nulle part ailleurs dans les agroécosystèmes. Pour contrebalancer les coûts liés à l'implantation et à l'entretien de la bande riveraine, il est possible d'utiliser des végétaux qui créeront des biens alternatifs sur la ferme. La récolte des végétaux permet également de maintenir le potentiel d'accumulation des nutriments dans la végétation riveraine. Parmi les essences utilisées en restauration riveraine, le peuplier hybride (Populus spp.) est particulièrement intéressant en raison de sa forte productivité et de sa tolérance à l'inondation. Il permet donc de restaurer rapidement plusieurs attributs fonctionnels et structuraux dans l'agroécosystème (accumulation de nutriments, stabilisation du sol et des berges, couvert forestier, microclimat, etc.) tout en permettant la production de biomasse et de bois. Cette thèse a pour objet l'étude de bandes riveraines de peuplier hybride (4,5 m de largeur et 2222 tiges ha-1) âgées de six ans, comprenant cinq clones non apparentés de peuplier hybride, qui ont été plantées simultanément sur quatre sites agricole de l'Estrie (sud du Québec). Ces bandes riveraines sont toutes situées sur des petits cours d'eau de tête de faible largeur (1 à 2 m). Le premier chapitre a pour objectif d'évaluer la production de bois et de biomasse dans de tels systèmes riverains (4 sites et 5 clones). Cet aspect est un des éléments importants pour évaluer la faisabilité économique des projets de restauration riveraine. Il est donc nécessaire d'identifier les facteurs édaphiques qui influencent la productivité de ces systèmes. Le second chapitre aborde la séquestration du carbone et l'accumulation des nutriments dans la biomasse épigée des peupliers hybrides (4 sites et 5 clones). L'objectif est d'évaluer à quel point les peupliers hybrides sont des puits de carbone, d'azote et de phosphore efficaces dans la zone riveraine agricole et quels sont les facteurs (choix du site, choix des clones) qui influencent cette efficacité. Dans ce chapitre, une comparaison est également réalisée avec des bandes herbacées adjacentes aux plantations. Le troisième chapitre vise à évaluer l'effet des bandes riveraines de peuplier hybride et des différents clones sur la biomasse et la diversité végétale en sous-couvert (3 sites et 2 clones). L'objectif est d'évaluer dans quelle mesure les conditions lumineuses en sous-couvert dans les bandes ont un effet sur la biomasse végétale et sur la richesse et le recouvrement de différents groupes d'espèces. Une comparaison avec des bandes herbacées naturelles adjacentes est également réalisée. Le quatrième chapitre aborde les différences clonales qui peuvent exister au chapitre de l'assimilation de l'azote, un aspect fondamental pour l'adaptabilité des clones de peupliers hybrides à différents milieux de croissance (sol riche vs sol pauvre). Les résultats montrent le fort potentiel des bandes riveraines de peuplier hybride pour produire du bois et de la biomasse et pour séquestrer du carbone et des nutriments (N et P) dans les parties épigées (tronc, branches et feuilles). Ce potentiel est très variable d'un site à l'autre puisque des écarts de croissance d'environ un ordre de grandeur ont été observés entre les sites, essentiellement en raison de la fertilité du sol. Un rendement en volume de 40 m3 ha-1 an-1 a été atteint au site fertile de Bromptonville, un rendement qui n'avait jamais été obtenu auparavant au Québec. Sur ce site la séquestration du carbone, l'accumulation de l'azote et du phosphore s'élevait après 6 ans à 52 t ha-1 de C, 770 kg ha-1 de N et 82 kg ha-1 de P. Au site pauvre de Magog, le rendement en volume était aussi faible que 4 m3 ha-1 an-l, alors que la séquestration du carbone et l'accumulation de l'azote et du phosphore n'était que de 6,4 t ha-1I de C, 90 kg ha-1 de N et 10 kg ha-1 de P. Le principal facteur qui a influencé la croissance des peupliers et, par conséquent, leur capacité à séquestrer du carbone et des nutriments a été la disponibilité en nitrates (NO3) dans le sol riverain. Des relations hautement significatives (p<0,001) ont été obtenues entre la disponibilité du nitrate dans le sol et le volume moyen par arbre (R2=0,58), la biomasse moyenne (tronc + branches + feuilles) par arbre (R2=0,54), la séquestration moyenne du carbone par arbre (R2=0,54), l'accumulation moyenne de l'azote par arbre (R2=0,59) et l'accumulation moyenne du phosphore par arbre (R2=0,56). La forte disponibilité en nitrates a été observée sur les sites (Bromptonville et St-Isidore-de-Clifton) où l'on pratique un élevage plus intensif du bétail (fertilisation annuelle du pâturage, densité élevée d'animaux). Ainsi, le peuplier hybride semble être un arbre idéal pour intercepter la pollution azotée qui provient de la fertilisation agricole. Non seulement le peuplier hybride croît plus vite lorsque l'azote est plus abondant dans le sol, mais on retrouve également l'azote en plus forte concentration dans ses tissus, ce qui produit un effet synergétique sur l'accumulation totale de l'azote dans l'arbre. Cette synergie positive a également été observée pour l'accumulation du phosphore. D'ailleurs, des relations hautement significatives (p<0,001) ont été observées entre la disponibilité du nitrate dans le sol et la concentration d'azote dans les feuilles de peuplier (R2=0,47), de même qu'entre la disponibilité du phosphore et sa concentration foliaire (R2=0,22). Au site de Magog, la forte teneure en magnésium dans le sol, la plus faible survie, la fertilité moindre et le drainage imparfait sont tous des facteurs pouvant expliquer les faibles valeurs obtenues en termes de production de bois, de séquestration du carbone et des nutriments. Les concentrations de Mg dans les feuilles, les branches et le tronc étaient d'ailleurs environ deux fois supérieures à Magog comparativement aux autres sites. Au sujet des clones, le clone 3729 (P. nigra x P. maximowiczii) et le clone 9153ll (P. maximowiczii x P. balsamifera) se sont particulièrement démarqués avec une forte croissance en biomasse et en volume, de même que pour leur aptitude à séquestrer du carbone et à accumuler de l'azote et du phosphore. D'importantes différences clonales ont aussi été observées en ce qui concerne la répartition de la biomasse dans les parties épigées. Par ailleurs, lorsque l'on compare les bandes riveraines de peuplier hybrides avec des bandes herbacées qui se développent naturellement, on constate que les bénéfices des bandes riveraines de peuplier hybride en terme de séquestration de carbone et de nutriments (N et P) augmentent davantage en fonction de la fertilité du site que dans le cas des bandes herbacées. Les bandes riveraines de peuplier hybride créent, à mesure qu'elles croissent, une ambiance forestière en termes de conditions lumineuses. Ce phénomène ne semble pas affecter négativement l'abondance et la richesse des espèces végétales indigènes et de milieux humides en sous-couvert. D'ailleurs aucune relation significative n'a été observée entre l'ouverture de la canopée et la richesse et le recouvrement de ces deux groupes d'espèces. De plus, aucun effet Site n'a été observé pour la richesse moyenne en espèces indigènes et de milieux humides. Toutefois, à mesure que la canopée se referme, on observe une exclusion des espèces végétales introduites et de milieux mésiques. Ainsi, des relations hautement significatives (p<0,001) et positives ont été observées entre l'ouverture de la canopée et le nombre d'espèce introduites (R2=0,46) et de milieux mésiques (R2=0,43), de même qu'entre l'ouverture de la canopée et le recouvrement des espèces introduites (R2=0,51) et de milieux mésiques (R2=0,65). Parallèlement, un effet Site significatif a été observé pour la richesse totale moyenne, la richesse moyenne en espèces introduites et en espèces de milieux mésiques. Ces richesses en espèces étaient plus élevées à Magog où l'ouverture de la canopée est plus importante. À l'échelle de chaque site, la fermeture de la canopée est également significativement (p<0,00l) et fortement reliée à une diminution de la biomasse végétale en sous-couvert (Bromptonville, R2=0,81; St-Isidore-de-Clifton, R2=0,64; Magog, R2=0,51). Un important effet Clone a également été observé en matière d'ouverture de la canopée et de biomasse végétale en sous-couvert, avec le clone 915311 qui présentait les valeurs les plus faibles comparativement au clone 3570 (P. deltoides x P. nigra). Sur la plupart des sites, le clone 915311 a réduit également le recouvrement de tous des groupes d'espèces par rapport au clone 3570. Par ailleurs, d'importantes différences en termes de biomasse végétale en sous-couvert sont observées entre les bandes riveraines de peuplier hybride et les bandes herbacées. Ces dernières ont davantage de biomasse végétale au sol, principalement en raison de leur fort ensoleillement. La richesse moyenne totale en espèces n'était toutefois pas différente entre les deux types de bandes riveraines. Il existe enfin d'importantes différences d'activité de la nitrate réductase dans les feuilles des cinq clones de peuplier hybrides non apparentés. Le clone 3570, dont les deux espèces parentales appartiennent à la section des Aigeiros, se démarque des autres clones, car son activité nitrate réductase était beaucoup plus élevée sur le site riche en nitrate (Bromptonville) que sur le site pauvre en nitrate (Magog). Peu de différences d'activité de la nitrate réductase ont été observées d'un site à l'autre pour les autres clones, tous apparentés à la section Tacamahaca. Ces différences sont probablement liées à l'assemblage génétique des différents clones et suggèrent que les clones ont probablement des préférences différentes pour les formes d'azote dans le sol. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : bandes riveraines, peuplier hybride, séquestration du carbone, accumulation de phosphore et d'azote, biomasse, diversité végétale

Reproduction de : Thèse de doctorat : Sciences appliquées : Metz : 1989. / 1989METZ011S.

L'élagage est une opération sylvicole qui consiste à enlever les branches situées sur le tronc jusqu'à une certaine hauteur de la couronne verte. Le but est de produire des billes de bois sans nœuds. C'est une pratique ancienne qui a fait l'objet de nombreuses études, mais rares sont celles qui se sont intéressées au choix de la saison d'élagage et son incidence sur la physiologie et la croissance du peuplier. Comprendre ces effets permettrait de développer des scénarios sylvicoles plus adaptés selon les conditions actuelles ou futures. L'objectif de cette étude était de déterminer les effets de la saison et de l'intensité d'élagage sur l'activité physiologique de 4 clones de peuplier hybride. L'apparition de branches épicormiques ou gourmands (rameaux qui poussent spontanément sur une partie du tronc exposé à la lumière) étant une réponse courante des peupliers à l'élagage, l'étude était dotée d'un second objectif : déterminer si ces branches constituent un puits ou une source d'énergie pour l'arbre. L'étude s'est déroulée dans une peupleraie localisée à New Liskeard, ON, dont les arbres ont été plantés au printemps 2007 à un espacement de 3,5 m (8 16 tiges.ha-1). Les élagages ont été effectués à l'automne 2009, au printemps 2010 et, à l'été 2010, à deux intensités différentes; 1/3 et 2/3 de la cime vivante, et un témoin non élagué. Les arbres élagués avaient une photosynthèse nette plus élevée que les témoins, mais l'effet était similaire pour les arbres élagués à 1/3 (+21.7%) et à 2/3 (+23.6%). L'élagage entrainait aussi une diminution des réserves de glucides dans les racines, qui était plus importante pour les arbres élagués à 2/3 (-29%) qu'à 1/3 (-22%). Ce résultat suggère que la réponse photosynthétique mise en place suite à l'élagage était insuffisante pour reconstituer l'ensemble des réserves. L'élagage a augmenté la concentration en azote foliaire et la discrimination du 13Carbone (δ13C), ce qui suggérait une meilleure résistance au stress hydrique. Deux ans après les traitements, élaguer 2/3 de la cime entrainait un ralentissement de la croissance peu importe la saison d'élagage, alors qu'élaguer à 1/3 en été n'affectait pas la croissance des arbres. De plus, élaguer en été entrainait une augmentation de la concentration d'azote dans les feuilles, de la conductance stomatique et de la discrimination du 13Carbone, ce qui indiquait de meilleures dispositions pour récupérer comparativement aux arbres taillés en automne et au printemps. La saison d'élagage jouait aussi un rôle important dans la production de branches épicormiques, puisque les arbres élagués en été ont produit significativement moins de gourmands que les arbres élagués en automne et au printemps, et ce indépendamment de l'intensité d'élagage. Les feuilles des branches épicormiques contribuaient à la photosynthèse globale de l'arbre, sans pour autant restaurer les réserves de glucides. La présence de ces branches n'a pas influencé la croissance en diamètre. Ces branches semblaient donc être auto-suffisantes en énergie. Nous avons conclu qu'élaguer à 1/3 de la cime en été était la meilleure option pour produire du bois de qualité sans affecter la croissance et la physiologie des peupliers. De même, si des branches épicormiques apparaissaient elles pouvaient être émondées sans perturber l'activité physiologique et la croissance subséquente des peupliers hybrides. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Peuplier, saison d'élagage, intensité d'élagage, physiologie, croissance, Populus.

Thèse (Ph. D.)--Université Laval, 2008. / Titre de l'écran-titre (visionné le 9 mai 2008). Bibliogr.

Thèse (Ph. D.)--Université Laval, 2003. / Bibliogr.: f. [112]-136. Publié aussi en version électronique.

La vulnérabilité du xylème à la cavitation est un caractère déterminant pour la tolérance des arbres à une sécheresse extrême. La connaissance des bases moléculaires de caractère serait utile pour prévoir le comportement des populations naturelles et pour orienter les choix de culture dans un contexte de changement climatique. Ce travail de thèse porte sur les bases physiques et génétiques de la vulnérabilité à la cavitation en ciblant les ponctuations car il est désormais bien admis que les ponctuations des vaisseaux du xylème sont des structures clés de ce caractère. Nous proposons un modèle mécanique de comportement des ponctuations lors de la cavitation. Il démontre comment la géométrie des ponctuations détermine leurs propriétés mécaniques et permet d’expliquer la variabilité interspécifique de la vulnérabilité à la cavitation. Pour appréhender les bases génétiques, deux approches ont été développées. D’une part, nous avons construit des lignées transgéniques de peupliers modifiées pour le métabolisme des pectines. D’autre part, nous avons montré qu’Arabidopsis thaliana est une plante modèle qui permet de prospecter les bases génétiques de la vulnérabilité à la cavitation. L’étude des lignées transgéniques de peuplier et d’un mutant d’Arabidopsis thaliana modifiés pour l’expression de polygalacturonases met en évidence l’implication de ces enzymes et plus généralement des pectines dans la vulnérabilité à la cavitation. L’ensemble de nos résultats nous amène à proposer un rôle des pectines au niveau de l’anneau de la membrane des ponctuations, dans la vulnérabilité à la cavitation. / Vulnerability to cavitation is an important feature for drought tolerance of trees. Understanding of the molecular basis of vulnerability to cavitation would be useful to predict the behavior of natural populations in the context of changing climate. This work focuses on the physical and genetic basis of vulnerability to cavitation and targets pits because they represent main candidates for the spread of embolism in wood. We propose a model of the mechanical behavior of pits while cavitation occurs. The model shows how the pits geometry influences their mechanical properties and allows explaining interspecific variability of vulnerability to cavitation. On one hand, we constructed transgenic poplars modified for pectin metabolism. On the other hand, we showed that Arabidopsis thaliana is a model plant that can be used for the study of the molecular basis of vulnerability to cavitation. Studies of poplars’ transgenic lines and Arabidopsis thaliana mutant modified for a polygalacturonase highlights the involvement of pectins in vulnerability to cavitation. Our results suggest that pectins that are located on the annulus of the pit membrane have a role in vulnerability to cavitation.

Dans un premier temps, nous avons réalisé une analyse financière de la populiculture spécifique au contexte québécois. Par la suite, nous avons évalué la perception des professionnels du milieu forestier par rapport à cette sylviculture avant et après les avoir renseignés sur les aspects financiers de la populiculture. L'évaluation financière de 18 scénarios sylvicoles en populiculture fût réalisée en se basant sur une échelle de coûts réels fournie par des populiculteurs québécois. Une analyse de sensibilité des différents intrants nous a permis d'établir une fenêtre optimale de rentabilité pour la populiculture. Il s'avère que le prix du bois et les subventions accordées aux traitements sylvicoles sont les deux facteurs prépondérants dans la rentabilité de cette culture. La discordance des opinions quant à la populiculture nous a amené à étudier la perception qu'entretiennent les professionnels forestiers face à ce type de sylviculture. Contrairement à l'hypothèse de départ, la présentation de données financières n'a pas permis d'obtenir un consensus sur la question de la populiculture, mais a plutôt contribué à polariser davantage les opinions. Les partisans invoquant son rendement sylvicole et les détracteurs alléguant la faible valeur de la fibre créée en contraste avec l'intensité de la sylviculture que la populiculture requiert.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2010-2011 / Les comportements au rabotage, ponçage, défonçage et tournage du bois de sept clones de peuplier hybride provenant de trois sites de plantation suivant trois procédés de séchage: conventionnel, à température élevée et à haute température ont été étudiés Les propriétés d'usinage ont été déterminées à une teneur en humidité de 8% suivant la norme ASTM D1666-87. La qualité des surfaces obtenues a été évaluée qualitativement et quantitativement. Les clones de peuplier hybride se sont bien comportés lors du rabotage, ponçage et défonçage. La performance face au tournage fut plutôt faible. Dans l'ensemble, le comportement à l'usinage a été influencé en ordre décroissant d'importance par les paramètres de coupe, les clones, les procédés de séchage et les sites. La meilleure performance du rabotage fut obtenue avec un angle d'attaque de 20° et une onde d'usinage de 1,1 mm. Cette qualité pourrait être encore meilleure en utilisant un angle de 17,5° et une onde d'usinage plus courte. Le séchage conventionnel a eu des effets plus positifs sur la qualité de rabotage que les séchages à température élevée et à haute température. Le ponçage avec un papier fin de 180 grains s'est avéré le meilleur. Le comportement au tournage fut meilleur à une teneur en humidité du bois de 12% comparativement à 8%. Pour le défonçage, le travail en avalant a produit des surfaces plus lisses et de meilleure qualité par rapport à celles obtenues par le travail en opposition. Trois clones ont été identifiés comme étant plus performants pour l'usinage. En général, les bois plus denses ont montré une meilleure performance à l'usinage que les bois légers. Cependant, les corrélations entre la densité du bois et les propriétés d'usinage furent faibles. Bien qu'une sélection orientée selon un critère de densité puisse améliorer indirectement le comportement à l'usinage, l'évaluation directe des propriétés d'usinage est conseillée. Finalement, des effets mineurs des sites et des procédés de séchage ont été observés pour quelques conditions particulières d'usinage et ont par ce fait été considérés négligeables.

Depuis le 19e siècle, des cultivars de peupliers à composantes exotiques comprenant les espèces Populus laurifolia Ledeb. et P. nigra L. coexistent avec les populations indigènes de P. balsamifera L. dans les Prairies canadiennes. Étant donné la facilité avec laquelle les peupliers s'entrecroisent, les taux d'hybridation spontanée entre un cultivar communément distribué [Symbole mâle]'Assiniboine' et son congénère indigène P. balsamifera ont été estimés. Un ensemble de 26 marqueurs moléculaires SNP a été utilisé afin de distinguer les espèces à l'étude. Le génotypage de plus de 2 000 graines provenant d'arbres femelles P. balsamifera a révélé la présence d'allèles paternels spécifiques à P. laurifolia, P. nigra et P. deltoides Marsh., qui sont des composantes typiques des cultivars de peupliers exotiques. Les taux d'hybridation varient entre 0,1 et 2,4 %. Le taux le plus élevé ayant été observé au site où des 'Peupliers russes' (P. laurifolia x P. nigra) centenaires ont été trouvés.