Le peuplier hybride est l'essence préférée dans les plantations de ligniculture et autres projets environnementaux, car il est une des essences à plus grande croissance en Amérique du Nord. Dans un contexte d'aménagement forestier durable, le peuplier hybride pourrait avoir un double rôle: production accélérée de matière ligneuse et conservation de la forêt. Des plantations de peupliers hybrides dans une petite partie du territoire fourniraient une grande quantité de bois autrement extrait de sites plus anciens et moins productifs. En dépit de la vue apparemment optimiste des plantations de peuplier hybrides, il existe un débat considérable sur la légitimité d'utiliser le peuplier en forme de plantations pour subvenir à la demande de matière ligneuse, et surtout si cela nécessite l'utilisation de la fertilisation et de l'irrigation intensive. Malgré le fait que le peuplier soit l'essence d'arbre le plus étudiée, peu est connu sur l'effet de la fertilisation sur le système racinaire, un élément important permettant une croissance rapide et assidue dans les plantations. On soupçonne que non seulement il existe un effet, mais qu'aussi la forme d'azote, soit le nitrate ou l'ammonium, pourrait avoir un dérangement particulier dans l'architecture racinaire engendrant des effets sur l'efficience du transport hydrique. Étant donné que le peuplier est connu pour sa sensibilité à la sécheresse, il est donc pertinent, dans un contexte de plantation, de savoir comment l'ajout de fertilisant pourrait affecter le système racinaire et sa capacité de capter l'eau dans le sol. Les objectifs de cette étude sont: 1) de décrire l'architecture du peuplier hybride, et 2) de déterminer comment la fertilisation à l'ammonium ou au nitrate influence l'architecture racinaire et l'efficacité de transport de l'eau. L'expérience a été réalisée au Campus Macdonald de l'université McGill à Montréal (Québec) en milieu agricole dans des plantations de trois ans de peuplier hybride (Populus maximowiczii x P. balsamifera) soumises à trois traitements différents: 1) 200 kg/ha de nitrate; 2) 200 kg/ha d'ammonium; et 3) aucune fertilisation. Des mesures de flux de sève ont été prises pour des racines individuelles et 18 systèmes racinaires complets ont été excavés. Les résultats démontrent une croissance significativement plus importante pour les arbres fertilisés, mais aucune différence significative dans l'allocation de biomasse aux parties aériennes ou souterraines. Par contre, les résultats suggèrent des différences significatives dans le ratio racines fines/grosses racines selon le traitement. Les peupliers traités au nitrate auraient ainsi le ratio le plus élevé. Ce qui explique un flux de sève significativement plus élevé pour les arbres traités au nitrate. Cette étude nous a permis de découvrir des relations importantes et significatives entre le diamètre proximal des racines et des paramètres architecturales (c.-à-d. longueur des racines, dynamique de ramification, poids). Ces données pourront éventuellement servir dans la modélisation de système racinaire. Étant donné que la réponse racinaire à la fertilisation peut varier en fonction de l'espèce étudiée, les résultats de cette étude aideront à déterminer comment les racines de peuplier répondent à différentes formes de fertilisation. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Peuplier hybride, Architecture racinaire, Racine proximale, Flux de sève.

L'étude vise à vérifier si la préparation de terrain en buttes de même que l'enlèvement de la végétation compétitrice permet d'augmenter significativement la croissance des peupliers hybrides en forêt boréale. Trois plantations ont été établies en 2004 en Abitibi-Témiscamingue sur des sites agricole (1) et forestiers (2) à une densité de 1000 plants par hectare. Deux traitements de préparation de terrain ont été testés (avec buttes ou sans buttes), ainsi que 4 fréquences annuelles d'entretien de la végétation compétitrice (0, 1, 2 ou 3 entretiens par année), sur deux clones de peuplier hybride: P. maximowiczii x P. balsamifera (915319) et P. euramericana x P. maximowiczii (916401). La hauteur, le diamètre, la surface foliaire ainsi que le taux de photosynthèse des arbres ont été évalués en fonction des types de traitement et en relation avec la température du sol, le recouvrement de la végétation compétitrice ainsi que la longueur de la saison de végétation pour les saisons 2004, 2005 et 2006. À la fin de la saison 2006, la préparation de terrain en buttes a favorisé la croissance en diamètre (+14%) et en hauteur (+32%) du clone 916401 sur le site d'Arntfield. L'augmentation de la fréquence des traitements d'entretien de la végétation compétitrice sur le site de Preissac a également favorisé la croissance en diamètre (+35%) et en hauteur (+20%) après 2 entretiens annuels. Le traitement de la végétation n'a eu que peu d'effet sur la croissance lorsque la compétition était moins invasive. L'entretien de la végétation a permis de diminuer les dégâts causés par les rongeurs durant l'hiver, alors que la préparation de terrain en buttes a permis de réduire la sévérité des dommages causés. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Peuplier hybride, Préparation de terrain en buttes, Button, Entretien mécanique, Végétation compétitrice.

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

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.

L’amélioration de l’efficacité de l’utilisation de l’eau (WUE) s’avère un élément clé afin d’augmenter la durabilité des plantes cultivées lors de périodes de sécheresse. Dans ce contexte, cette thèse a étudié la relation entre la conductance du mésophylle au CO2 (gm), un élément contraignant l’assimilation en carbone, et l’hydraulique chez des peupliers hybrides, espèces à forte croissance et haute transpiration. Il a été démontré, à l’aide d’une méthode améliorée, que gm reste constante durant les premières étapes d’un stress hydrique jusqu’à un seuil de conductance stomatique (gs) d’environ 0,15 mol m−2 s−1. En diminuant expérimentalement les limitations causées par les stomates, gm et la conductance hydraulique des feuilles n’ont pas été altérées, suggérant une isolation hydraulique partielle du mésophylle. L’application d’acide abscissique (ABA) exogène et la cavitation du xylème ont mis en évidence le délai de réaction de gm par rapport à gs, suggérant également l’isolation hydraulique du mésophylle. L’isolation hydraulique serait en cause et entrainerait un délai dans l’acheminement de l’ABA, retardant ainsi la fermeture d’aquaporines et entrainant une déviation de l’eau vers la voie apoplastique et une diminution irréversible de gm. Toutefois, une diminution de la turgescence résultant de la cavitation entraine une diminution de gm réversible par pressurisation d’eau dans le xylème, suggérant un effet réversible au niveau de la membrane plasmique. Ces deux mécanismes peuvent également être observés lors d’un stress hydrique de plus longue durée. Ainsi, la diminution de gm est retardée de quelques jours par rapport à gs, suggérant un effet de l’ABA endogène. Toutefois, une variation diurne de gm après plus d’une semaine de stress suggère une réaction au changement journalier de turgescence. La variation de réponse de gs entre différents génotypes de peupliers et le délai de réaction de gm permettent d’augmenter le ratio gm/gs, et ce dernier est corrélé positivement à l’efficacité de transpiration, une composante foliaire de WUE. Ainsi, le ratio gm/gs serait un trait à favoriser dans l’amélioration de WUE afin d’augmenter la résilience des plantes cultivées à la sécheresse, surtout dans un contexte de changements climatiques où la fréquence et l’intensité des périodes de séchesse sont prédits d’augmenter. / Increasing water use efficiency (WUE) is a key objective to improve the sustainability of cultivated plants to drought. In that context, this thesis has studied the relation between leaf hydraulics and mesophyll conductance to CO2 (gm), a component that restricts carbon assimilation, in hybrid poplar clones, plants with high growth rates and transpiration. It was first shown, using an improved measurement method, that gm remained constant during the early stages of water stress and declined only below a stomatal conductance (gs) threshold of ~0.15 mol m−2 s−1. Removing stomatal limitations experimentally did not improve gm or leaf hydraulic conductance (Kleaf), which suggests a partial hydraulic isolation of the mesophyll. Furthermore, adding xylem-fed abscisic acid (ABA) or inducing xylem cavitation again showed a delayed gm response and hydraulic isolation of the mesophyll. Two mechanisms would be at play. First, in the case of ABA, hydraulic isolation would delay its delivery and eventually induce mesophyll aquaporins gating and a shift towards the apoplastic water pathway, thus decreasing gm. However, it is only with a decline in turgor caused by xylem cavitation that pressurizing water allows for a full restoration of gm, which suggests a reversible change at the plasma membrane level. Those two mechanisms can be observed during a longer water stress period. Thus, the delay in gm decline by a few days compared to gs suggests an ABA response and the partial hydraulic isolation of the mesophyll. After more than a week of water stress, diurnal changes in gm indicate a daily turgor variation. The variation in gs response to drought and the delay in the decline of gm increase the gm/gs ratio, which is positively correlated to transpiration efficiency, a foliar component of WUE. Thus, the gm/gs ratio was used to discriminate between five poplar genotypes, and the results suggest that it should be improved to increase WUE and the resilience of cultivated plants to drought, which is more than ever critical since drought events are predicted to increase in frequency and intensity under climate change.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Afin d'accélérer le retour de peuplements forestiers de haute valeur économique et écologique après l'abandon de l'agriculture, on peut envisager l'afforestation avec les plantations d'arbres à croissance rapide. En plus de leur production ligneuse, ces plantations pourraient amener d'autres avantages, tels que la restauration écologique et/ou la culture de produits forestiers non ligneux en sous-bois. Pourtant, peu d'études ont comparé directement l'habitat créé par les plantations avec l'habitat forestier naturel créé par la succession. Dans une première étude nous avons comparé les effets des plantations avec la succession naturelle en champ abandonné (friches), en termes d'attributs abiotiques et des communautés végétales de sous-bois. Nous avons caractérisé les propriétés chimiques et l'humidité du sol, la lumière, la litière de feuilles, et les communautés végétales de sous-bois dans des plantations expérimentales de deux clones de peuplier hybride, dans des champs abandonnés et des forêts de seconde venue à proximité des plantations à huit sites dans la région des Cantons-de-l'Est, Québec, Canada. Les deux types de plantations n'ont pas eu d'effet significatif sur les propriétés chimiques des sols, comparés aux friches, mais elles avaient des sols plus secs que les friches et les forêts. Nous avons observé plus de litière de feuilles et moins de lumière dans les plantations du clone MxB que les plantations du clone DxN, tandis que les plantations les plus productives des deux clones étaient similaires aux forêts secondaires en terme de ces caractéristiques. Les plantations ont favorisé la colonisation des sites par les arbres, tandis que les communautés d'herbacées et d'arbustes sont demeurées similaires à celles des friches. Nous concluons que les plantations de peuplier hybride ont la capacité d'accélérer la restauration de certains attributs de sous-bois, particulièrement aux sites récemment abandonnés et productifs. Dans une deuxième étude nous avons utilisé des introductions expérimentales de plantes pour évaluer la valeur de l'habitat de sous-bois des plantations de peuplier hybride, en comparaison avec celui des forêts de seconde venue. Nous avons transplanté quatre espèces herbacées indigènes de sous-bois dans six plantations et dans des boisés avoisinants. Nous avons mesuré la survie, la taille, et la fleuraison immédiatement après la transplantation et un an plus tard. Trois espèces sur quatre (Asarum canadense, Sanguinaria canadensis, Maianthemum racemosum) ont eu autant ou plus de succès dans les plantations que dans les boisés, tandis que la tendance était l'inverse pour le trille blanc (Trillium grandiflorum). Bien que ces résultats soient préliminaires, ils suggèrent que la culture d'espèces de sous-bois dans les plantations de peuplier hybride pourrait représenter une alternative intéressante à leur culture dans les boisés, et surtout pour éviter toute récolte dans les populations naturelles. Globalement, ces résultats suggèrent que les changements apportés par les plantations au niveau de la lumière et de la litière sont suffisants pour favoriser la colonisation par les espèces d'arbres et le maintient du stade adulte de certaines espèces forestières herbacées. Par conséquence, le manque de colonisation spontanée des plantations par les espèces de sous-bois refléterait une limitation à un autre stade de leur cycle de vie. En somme, les plantations de peuplier hybride apparaissent prometteuses comme peuplements de transition au cours de l'afforestation, et pourraient être utilisées pour la restauration écologique ou la culture de produits forestiers non ligneux. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : peuplier hybride, friche agricole, lumière, sol, sous-bois, produit forestier non ligneux

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

L'industrie des bois composites, dont le besoin en fibres est grandissant, trouve de plus en plus de difficultés à s'approvisionner. Trouver de nouvelles sources de fibres est donc très important pour la bonne gestion des forêts et la santé de ce secteur économique. L'objectif de ce projet de recherche est de montrer en quoi le peuplier hybride et les boues papetières constituent une voie exploratoire intéressante en réponse à ce problème. Une trentaine de panneaux de fibres de moyenne densité (MDF) ont été fabriqués avec 12% de résine urée-formaldéhyde et différentes proportions de fibres de peuplier hybride et de fibres de boues primaires issues des procédés papetiers kraft et thermomé- canique. Ces panneaux ont alors été soumis, selon la norme ASTM D-1037, à des essais de cohésion interne, de modules d'élasticité et de rupture, de gonflement en épaisseur et de dilatation linéaire. Les profils de densité et les émissions de formaldéhyde ont également été mesurés. Les résultats montrent que le peuplier hybride satisfait très bien aux exigences de l'industrie des bois composites. Ils montrent également qu'une quantité non négligeable de fibres recyclées, soit 25% de boue kraft ou de boue thermomécanique, peut être incorporée à ces panneaux tout en respectant le plus haut grade de la norme ANSI A208.2-2009. Les boues thermomécaniques obtiennent globalement de meilleurs résultats que les boues kraft, probablement à cause de la présence de cendres dans ces dernières. Avec le plus bas grade de la norme ANSI A208.2-2009, la quantité de boue thermomécanique peut même atteindre les 75%. Les essais les plus affectés par la pré- sence de boue dans les panneaux sont la cohésion interne, la dilatation linéaire et les émissions de formaldéhyde. Pour assurer l'avenir des boues dans les composites, les recherches futures devront démontrer qu'il est possible de s'affranchir du formaldéhyde. / The wood composites industry has more and more difficulties to find raw materials. The aim of this project is to show that hybrid poplar and paper mill sludge are both sustainable fiber ressources. Thirty medium-density fiberboard panels (MDF) were produced with 12% of ureaformaldehyde resin and various ratios of hybrid poplar fibers and primary paper mill sludge from kraft and thermomechanical processes. According to the ASTM D-1037 standard method, the evaluated properties were modulus of elasticity, modulus of rupture, internal bond strength, thickness swell and linear expansion. Panel density and formaldehyde emission were also measured. The results show that MDF made from hybrid poplar fully satisfies the industrial quality requirements. Panels with 25% of kraft or thermomechanical sludge meet the ANSI A208.2-2002 MDF standard for the highest grade. Overall, kraft sludge give inferior performances than thermomechanical sludge, probably due to their high ash content. For the lowest grade of ANSI A208.2-2002 MDF standard, it is possible to increase the amount of thermomechanical sludge to 75%. Sludge plays a significant role in MDF panel properties, particularly for internal bond strength, linear expansion and formaldehyde emission. In the future, research efforts should demonstrate that formaldehyde-free composites are compatible with paper mill sludge.