L'inventaire de champignons ophiostomatoïdes isolés de quatre espèces de scolytes de l'écorce {Dryocoetes affaber, Ips borealis, I. perturbatus et Polygraphus rufipennis) récoltés dans des bûches d'épinette blanche, a été réalisé au Québec. Ces champignons ont été classés à l'aide de marqueurs moléculaires (PCR-RFLP-rDNA) et d'analyses phylogénétiques sur les gènes de PADNr et de la (3-tubuline. Un total de 23 taxa de champignons ophiostomatoïdes ont été répertoriés, dont 13 ne semblant pas avoir de description dans la documentation scientifique. Par ailleurs, il semble y avoir une différentiation des communautés fongiques selon l'espèce de scolyte d'où elles proviennent. Finalement, l'initiation de la caractérisation d'une nouvelle espèce de Leptographium, a été effectuée à l'aide d'analyses phylogénétiques et moléculaires sur les gènes de l'ADNr, de la P-tubuline, de l'actine et du facteur d'élongation — la. Grâce à ces analyses, nous avons pu obtenir des indices sur la phylogénie et l'évolution de cette nouvelle espèce. / A survey of ophiostomatoid fungi isolated from four bark beetle species (Dryocoetes affaber, Ips borealis, I. perturbatus and Polygraphus rufipennis) collected in white spruce logs, was carried out in the province of Québec. These fungi were classified by means of molecular markers (PCR-RFLP-rDNA) and phylogenetic analyses on the rDNA and ptubulin genes. A total of 23 ophiostomatoid fungi were listed, among which 13 do not seem to have been described in the scientific literature. Moreover, the fungal community seemed to be differentiated according to the bark beetle species from which fungi were collected. Finally, the characterization of a new Leptographium species was initiated with the aid of phylogenetic and molecular analyses of the rDNA, P-tubulin, actin and elongation factor — la genes. By using these analyses, we were able to acquire indications on the phylogeny and evolution of this new Leptographium species.

L’objectif principal de l’inventaire écologique réalisé est la caractérisation des sites avec présence d’éricacées : Rhododendron groenlandicum, Vaccinium sp. et Kalmia angustifolia, des forêts de la Côte-Nord, ainsi que de comprendre davantage leurs exigences écologiques. Quatre-vingt-dix-sept sites ont été étudiés au nord de Baie-Comeau, tous provenant de pessières noires à mousses (Picea mariana) vierges. Le Rhododendron est l’espèce éricacée dont le recouvrement moyen du parterre forestier est le plus important suivi par les Vaccinium et le Kalmia. Leur présence a été associée aux pessières noires ouvertes et aux sols acides, de textures grossières et pauvres en éléments nutritifs. Leur recouvrement diminuait avec la dominance des sapins (Abies balsamea). Quatre associations végétales ont été identifiées. L’une d’elles regroupait les trois espèces d’éricacées et trois espèces de Cladina. Les résultats de cette recherche pourront aider à classifier les sites selon leur niveau de vulnérabilité à l’envahissement par les plantes éricacées après coupe forestière. / The objective of the present ecological inventory was to characterize the presence of three common ericad species: Rhododendron groenlandicum, Vaccinium species and Kalmia angustifolia, in Quebec North Shore forests, and to better understand their presence in relation to environmental factors. Ninety-seven sites within the undisturbed black spruce-feathermoss (Picea mariana) forest north of Baie-Comeau were selected for the study. Rhododendron had the highest mean cover, followed by Vaccinium and Kalmia. The presence of these species was associated with an open forest canopy, acid, coarse-textured and nutrient-poor soils. Ericads were strongly associated with black spruce-dominated forests, with presence decreasing as the balsam fir (Abies balsamea) component increased. Four vegetation associations were identified, including an Ericad-lichen group that included the three ericads and three Cladina species. Results may be used to help identify and classify sites vulnerable to ericaceous invasion after forest harvest.

Le développement de produits en bois transformés et ayant de la valeur ajoutée présente une occasion importante de bénéficier des ressources naturelles canadiennes pour l'industrie des produits en bois. Optimiser l’emploi de la ressource de la forêt par l'amélioration des traitements est une bonne manière d’ajouter une valeur ajoutée aux produits en bois. Nos objectifs ont visé le marché des produits d'application de plancher par un procédé approprié de modification du bois de mauvaise qualité. La combinaison de l'imprégnation, de la nanotechnologie et de l’utilisation de produits chimiques est une approche prometteuse pour améliorer les propriétés du bois telles que la dureté, la résistance à l'abrasion et la stabilité dimensionnelle. L'application de la nanotechnologie dans ce projet a fourni une nouvelle méthodologie pour développer des produits à valeur ajoutée pour l'industrie des produits en bois. Les nanocomposites en bois et polymère ont été préparés à partir du bois massif de peuplier (Populus tremuloides), de la résine hydrosoluble de type mélamine-urée-formaldéhyde (MUF), et de nanoargiles de silicates d'aluminium, appelées ‘montmorillonites’. Des nanoargiles hydrophiles et hydrophobes de montmorillonite ont été ajoutés aux MUF. La dispersion des nanoargiles est d’importance cruciale pour maximiser l'avantage de cet ajout de nanoparticules. À cette fin, les nanoargiles de montmorillonite ont été broyées et rectifiés avec un moulin à billes avant d'être mélangés à de la résine MUF et imprégnées dans le bois. Le bois a été imprégné de résine MUF, qui a polymérisé in situ dans certaines conditions. L'influence des nanoparticules de montmorillonite sur le comportement du bois suite au traitement avec de la résine MUF et les propriétés de visco-élasticité ont été étudiées par la calorimétrie à balayage différentiel (DSC) et l'analyse de DMTA (analyse thermique mécanique dynamique). Des améliorations significatives des propriétés physiques et mécaniques, telles que la dureté, la résistance à l'abrasion et le module d'élasticité (MOE) ont été obtenues pour les spécimens imprégnés de mélanges de résine MUF et de résines nanoargile-MUF. Des améliorations significatives de résistance à l'eau et de stabilité dimensionnelle ont été obtenues pour le bois traité par nanorenfort/MUF. L'efficacité antigonflante (ASE) a été améliorée de 63.3% à 125.6% pour le bois traité par nanorenfort/MUF. L'interactions à l’interface et la morphologie entre les nanorenforts, le MUF et le bois sur les propriétés physiques et mécaniques des nanocomposites en bois ont été étudiées en utilisant la spectroscopie des électrons de rayon-X, la microscopie électronique à balayage (SEM), la microscopie électronique de transmission (TEM), la microscopie à force atomique (AFM) et les méthodes de microanalyse de sonde électronique (EPMA). Les propriétés améliorées des bois ont pu être attribuées aux propriétés inhérentes aussi bien qu’à au meilleures interactions à l’interface du bois, de la MUF et des nanoparticules. Le traitement de moulin à billes a favorisé la dispersion des nanorenforts dans le bois, mais a décomposé les groupes fonctionnels sur la surface des nanoargiles hydrophobes, ce qui a été nuisible pour la liaison entre le nanorenfort et la matrice de MUF. Suite à l’acquisition d’images de la microsonde de fluorescence de rayons-X, les images de la distribution d’aluminium, élément uniquement présent dans l’argile, ont été analysées à l’aide du logiciel Wincell. En comparant ces images et les micrographies de microscopie conventionnelle à rayons-X, il a été constaté que les renforts de montmorillonite sont distribués de façon non-homogène dans la lamelle moyenne, la lamelle moyenne composée, la paroi primaire et le mur secondaire. Ces éléments fonctionnent comme des filtres qui ont capturé les nanoparticules de montmorillonite dans les régions amorphes c’est-à-dire non – cristallines de la paroi cellulaire. On a aussi observé l'adhérence entre la montmorillonite et la résine MUF par microscopie AFM. On a constaté que les groupes fonctionnels à la surface des montmorillonites hydrophobes jouent un rôle important de comptabilisation entre la montmorillonite nanoargile et la résine MUF, ce qui exerce une influence forte sur les propriétés physique et mécaniques des nanocomposites en bois/ nanoargile/MUF. / The development of value-added wood products from low-quality resource through innovative technology presents an excellent opportunity to maximize the value from the forest resource and thus contributes to the global competitiveness of the wood industry in Canada. To combine nanotechnology with chemical impregnation technique becomes particularly appealing to improve some value-added wood attributes such as wood surface hardness, abrasion resistance and dimensional stability. The combination of nanotechnology with the traditional impregnation technique has provided a new approach to improve the wood quality attributes of critical importance to value-added applications. In this study, wood polymer nanocomposites were prepared from solid aspen (Populus tremuloides) wood, water-soluble melamine-urea-formaldehyde (MUF) resin, and montmorillonite aluminium silicate nanoclays. Both hydrophilic and hydrophobic montmorillonite nanoclays were introduced to the system. The dispersion of nanoclay is crucial for completely utilizing the concept of nanoparticles. To do so, the montmorillonite nanoclays were ground with a ball-mill before being mixed with MUF resin and impregnated into the aspen wood. The wood samples were impregnated with resin, which polymerized in situ under specific conditions. The influence of the montmorillonite nanoparticles on the curing behaviour of MUF resin and visco-elasticity properties were investigated using differential scanning calorimetry (DSC) and dynamical mechanical thermal analysis (DMTA). Significant improvements in wood physical and mechanical properties, such as surface hardness, abrasion resistance, modulus of elasticity (MOE) were observed for the specimens impregnated with MUF resin and nanoclay-MUF resin mixtures. Significant improvements in water repellence and dimensional stabilities were also found for the nanofiller/MUF treated wood. The antiswelling efficiency (ASE) was improved from 63.3% to 125.6% for the nanofiller/MUF treated wood. This study also examined the influence of the interphase interactions and morphology between the nanofillers, MUF and wood on the physical and mechanical properties of the resulting wood-polymer nanocomposites using X-ray electron spectroscopy, scanning electron microscope (SEM), transmission electron microscope (TEM), atomic force microscope (AFM) and electron probe micro-analysis (EPMA). The improved wood properties could be ascribed to inherent properties as well as better interphase interactions between the wood, MUF and nanofillers. Ball-mill treatment favoured the dispersion of the nanofillers into the wood, but broke down functional groups on the hydrophobic nanoclay surface, which was detrimental for the bonding between the nanofiller and MUF matrix. The montmorillonite nanoclay coverage rate on the nanofiller/MUF wood nanocomposite surface was further investigated using the Wincell software analysis of the images of aluminium distribution. By duplicatine the image of aluminium distribution to the part was observed, it was found that the distribution of montmorillonite nanoclay looks like a network along the layer of ML (middle lamella), M (compound middle lamella), P (primary wall), S1 (secondary wall 1). These parts function like a sieve which captured the montmorillonite nanoparticles in the amorphous substance. The adhesion between montmorillonite and MUF resin was observed with AFM. It was confirmed that the functional groups of the organophilic montmorillonites play an important role on the compatibility between montmorillonite nanoclay and MUF resin, have strong influence on the physical/mechanical properties of the nanoclay/MUF wood nanocomposites.

L'estimation de la productivité de la forêt pendant une période de temps déterminée est d'une importance vitale pour les activités de planification stratégique, tactique et opérationnelle de la gestion forestière des plantations de P. radiata. Dans cette optique, des modèles d'estimation basés sur des méthodes de régression sont utilisés, en ignorant d'habitude les relations spatiales et temporelles existantes à l'intérieur des écosystèmes forestiers, d'où découlent des problèmes dans les estimations. Dans cet esprit, l'objectif de cette recherche a été d'explorer un moyen d'incorporer de façon explicite l'information spatio-temporelle provenant des écosystèmes forestiers, afin d'améliorer les estimations de productivité forestière de P. radiata. Pour ceci, une approche basée sur la statistique spatiale a été utilisée pour décrire les échelles et les patrons spatiaux associés aux variables de surface terrière et hauteur des arbres et celles de l'environnement, élévation, pente, orientation et courbure du terrain. La présence de patrons de patches sur deux échelles spatiales et de l'anisotropie associée à la direction des rivières dominantes (Nord-Ouest - Sud-Est) a aussi été identifiée dans l'écosystème étudié. Ensuite, des modèles de régression spatiale et régression d'erreur spatiale ont été utilisés pour incorporer ces patrons aux estimations de productivité. Une amélioration dans l'estimation de la surface terrière et la hauteur des arbres a été obtenue et associée à l'inclusion de l'information provenant d'un voisinage spatial en relation avec la dimension de patches en deux échelles et la direction de l'anisotropie présente dans l'écosystème forestier. Finalement, une modification de la structure des modèles de régression spatiale et d'erreur spatiale a permis l'incorporation de la variabilité spatio-temporelle présente dans l'écosystème forestier, au moyen d'un voisinage spatio-temporel isotropique. L'information concernant les changements temporels de la structure spatiale de la forêt a été incorporée, obtenant ainsi des estimations de croissance plus précises. / The estimation of forest productivity at a given moment in time is vitally important for the activities of strategic, tactical and operational planning in forest management of P. radiata plantations. Several estimation models have been developed to this end, based on regression methods, usually setting aside the spatial-temporal relationships existing within the forestry ecosystems, thereby giving rise to problems in the estimations. Within this framework, the objective of this research was to explore a means to incorporate explicitly in to the models the spatial-temporal information of the forest ecosystems, so as to improve the estimations of forestry productivity in P. radiata plantations. To this end, an approach based on spatial statistics was used to describe the scales and spatial patterns associated with the variables of basal area and height of trees and of the environment, elevation, slope, orientation and terrain curvature. The presence of "patch patterns" at two spatial scales and anisotropy associated with the direction of the dominant rivers (North-west and South-east) were identified in the ecosystem under study. Subsequently, models of spatial regression and error regression were used to incorporate those patterns into the productivity estimations. An improvement in the estimation of basal area and tree height was achieved, and this was associated with the inclusion of information derived from a spatial neighbourhood related to the dimension of patches at two scales and the direction of the anisotropy present in the forest ecosystem. Finally, a modification in the structure of the spatial regression and spatial error models allowed the incorporation of the spatial-temporal variability present in the forestry environment. The information about the temporal changes in the spatial structure of the forest was incorporated by means of a spatial-temporal isotropic neighbourhood, thereby obtaining more accurate growth estimations.

Dans le cadre de cette étude, j’ai examiné la richesse spécifique des oiseaux et la biogéographie de fragments de forêt tropicale afin de comprendre et prédire les effets de la perte et de la fragmentation des habitats sur les oiseaux de paysages forestiers menacés à proximité du canal de Panama. Pour atteindre cet objectif, j’ai utilisé la relation superficie-espèce (species-area relationship, SAR), utilisée couramment en biologie de la conservation. Cependant, le modèle que j’ai utilisé ici diffère de la SAR originale puisqu’il ajoute les effets non aléatoires de la répartition de la diversité et des patrons de perte d’habitat, normalement ignorés dans les études de ce genre. Je démontre que ces patrons ne sont pas aléatoires. La diversité augmente graduellement à partir des forêts sèches et saisonnières du Pacifique, en allant vers les forêts humides sempervirentes de l’Atlantique. L’analyse de coefficients de direction (Path Analysis) révèle que la diversité aviaire est influencée principalement par l’hétérogénéité de l’habitat. L’humidité explique partiellement la diversité floristique, ainsi que l’âge de la forêt, la topographie et la superficie (taille et la configuration de l’habitat). De façon similaire, la perte d’habitat a résulté de plusieurs facteurs socio-économiques favorisant de manière prévisible l’urbanisation ou l’agriculture. En raison de la présence de deux agglomérations urbaines en croissance dans cette partie du Panama, la perte d’habitat devrait surtout se faire au profit de l’urbanisation. Les forêts sans protection, près des régions urbaines, des autoroutes ou des populations aisées paraissent en danger immédiat de conversion. Quand la SAR est ajustée afin d’inclure le gradient de diversité d’oiseaux et les scénarios de perte d’habitat plausibles, la perte projetée d’espèces est plus élevée que si on utilise la SAR originale. Le modèle prédit un déclin abrupt de la richesse en espèces suivant la perte de 24 % d’habitat à partir des forêts actuellement présente. Ce résultat peut avoir de sérieuses conséquences pour la conservation dans la région du canal de Panama et même d’autres régions dans les tropiques. Mes recherches appuient l’idée que la SAR «améliorée» permet des prédictions réalistes sur l’extinction locale d’espèces suivant la perte d’habitat, puisqu’elle tient compte de la répartition non aléatoire des espèces et des menaces non aléatoires de perte d’habitat. / In this study, I examined the biogeography of avian species richness in fragmented tropical forests in order to understand and predict the effect of habitat loss and fragmentation on avian diversity in endangered forested landscapes near the Panama Canal. To reach this goal, I used the species-area relationship (SAR), a commonly used tool of Conservation Biology. However, the model I employed here differed from the standard SAR since it added the effect of non-random distribution patterns of species richness, and the non-random patterns of habitat loss, both previously neglected. In this study, I show that neither pattern was random. Species richness increased gradually from the dry seasonal forests of the Pacific coast to the humid evergreen forests of the Atlantic coast. Richness was higher in intact mature humid forests with higher vegetation diversity, and in rugged topography (which supports the habitat heterogeneity hypothesis); it also followed area (in larger and continuous tracts of forests). Similarly, habitat loss happened according to two predictable socio-economic patterns: urbanization or conversion to agriculture. Habitat loss scenarios were derived from the strongest factors (biophysical or socio-economic). Owing to the presence of two major growing cities in our study area, most habitat loss is expected to occur following urbanization. Unprotected forests in proximity of urbanized areas, main highways or affluent populations may be in immediate danger of conversion. The species-area relationship used in this study, which included the distribution patterns of richness and the habitat loss scenarios, yielded more dramatic and realistic results, compared to the standard SAR. The model predicted a drastic decline in forest bird species richness following the loss of only 24 % of actual forests remaining, a phenomenon called fragmentation threshold. This result alone may have strong repercussions on conservation discussions in the Panama Canal region and other endangered landscapes in the tropics. The use of this “improved” SAR model in making projections of species loss following habitat loss in the tropics represent a tool that might be extremely useful in conservation since it takes into account non-negligible aspects previously omitted.

Cette étude porte sur la caractérisation et la quantification des composés organiques volatils (COV) issus du séchage par déshumidification du chêne rouge et du séchage conventionnel à moyenne température du pin gris. Les méthodes retenues pour l’étude sont NCASI IM/CAN/WP-99.02, NCASI MD-99 et US-EPA 25A. Nous avons également employé une nouvelle technique de caractérisation des molécules volatiles: la Headspace-SPME, permettant la simulation du séchage du bois de pin et de chêne au laboratoire. Le pin gris a présenté des taux d’émission de COV très élevés: 2,24 gCOV/kgbois sec. Les principaux monoterpènes identifiés parmi les volatils issus du séchage du pin gris sont: alpha-pinène, beta-pinène et 3-carène. Les principaux composés polaires captés pour le pin gris sont: méthanol, acétaldéhyde et méthyle acétate, et pour le chêne rouge: acide acétique (ultra-majoritaire), méthanol et éthanol. La Headspace-SPME a permis l’identification de plusieurs polyphénols volatils provenant du chêne rouge (eugénol, etc.) et de sesquiterpènes bioactifs comme l’alpha-humulène, le caryophyllène dans le cas du pin gris. / This study focuses on the characterization and quantification of the volatile organic compounds (VOC) emitted during the dehumidification drying of red oak and the conventional drying of Jack pine at medium temperature. The methods used in this study were NCASI IM/CAN/WP-99.02, NCASI MD-99 and US-EPA 25A. We also employed a new technique for characterizing the volatile molecules: Headspace-SPME, which enables the laboratory simulation of pine and oak drying. Jack pine showed very high VOC emission rates: 2,24 gVOC/kgODW. The main monoterpenes identified among the volatiles released during the drying of jack pine were: alpha-pinene, beta-pinene and 3-carene. The main polar compounds collected from jack pine were methanol, acetaldehyde and methyl acetate, and the main polar compounds collected from red oak were acetic acid (vastly predominant), methanol and ethanol. Headspace-SPME enabled the identification of several volatile polyphenols (eugenol, etc.) released by red oak, as well as the identification of bioactive sesquiterpenes (such as alpha-humulene and caryophyllene) released by Jack pine.

L'objectif général de ce travail était d'appliquer un modèle de transfert de masse et de chaleur basé sur l'approche du potentiel hydrique au séchage à haute température. L'étude a comporté trois volets. Le premier volet a porté sur l'adaptation du modèle de transfert 2D existant pour le séchage à moyenne température et le séchage sous vide au séchage à haute température. Le deuxième volet, soit la partie principale de l'étude, a été consacré à la détermination expérimentale des paramètres du modèle de transfert à haute température. Le troisième volet a consisté à valider le nouveau modèle de transfert à l'aide de simulations et d'essais de séchage en laboratoire. La mesure des paramètres expérimentaux fut effectuée sur le bois d'aubier et de duramen d'épinette blanche (Picea glauca (Moench) Voss). Les paramètres mesurés furent les coefficients de transfert convectif de masse et de chaleur, la conductivité hydrique effective, le ratio flux de vapeur/flux total, la perméabilité intrinsèque du bois et sa perméabilité relative au gaz. D'autres paramètres comme la relation teneur en humidité-potentiel hydrique, la diffusivité effective de la vapeur dans le bois et la conductivité thermique furent tirés ou déduits de la littérature. Les essais de validation ont porté sur deux chargements de colombages de bois d'épinette blanche séchés à 105 et 115ʻC. Les résultats de ces essais ont été comparés aux résultats de simulation obtenus à partir du modèle de transfert à haute température implanté dans deux codes numériques différents, soit le code DRYTEK écrit en Fortran et le code DRYMEF écrit en C++. Les coefficients de transfert convectif de masse et de chaleur déterminés à des températures de 105 et 115ʻC et à une vitesse de l'air de 3 m/s demeurent constants aux teneurs en humidité moyennes au-dessus de 60% et diminuent graduellement par la suite. Il s'avère aussi que la position dans l'arbre (aubier vs duramen) a un effet important sur l'évaluation des coefficients de transfert convectif de masse et de chaleur. Il en est de même pour l'épaisseur des planches, particulièrement aux teneurs en humidité élevées. Les résultats démontrent également que les coefficients de transfert convectif de masse et de chaleur augmentent avec la température. Les mesures de la conductivité hydrique effective à 105 et 115ʻC démontrent que celle-ci est fortement affectée par la teneur en humidité du bois, la température et la direction structurale. La conductivité hydrique décroît avec la teneur en humidité du bois et augmente avec la température d'une façon exponentielle. Elle est plus élevée dans la direction longitudinale que dans les directions radiale et tangentielle. À une teneur en humidité et à une température données, aucune différence n'a été observée entre la conductivité hydrique effective de l'aubier et celle du duramen. Les résultats des mesures du ratio flux de vapeur/flux total ont montré que ce dernier est comparable à celui rapporté dans la littérature pour le séchage à moyenne température et qu'il est indépendant de la température et du type de bois (aubier vs duramen). Les résultats des mesures de perméabilité intrinsèque indiquent que la perméabilité longitudinale est d'au moins deux ordres de grandeur plus élevée que les perméabilités radiale et tangentielle. Le bois d'aubier est plus perméable que le bois du duramen, peu importe la direction structurale. Finalement, la comparaison des résultats des essais de validation aux résultats de simulation des deux codes utilisés indique que DRYTEK simule très bien la courbe moyenne de séchage à haute température, les profils de température ainsi que la pression au centre du bois. Les profils de teneur en humidité simulés semblent cependant trop plats. Malgré les quelques disparités observées, on peut conclure en la validité du modèle de transfert utilisé et de l'adaptation de DRYTEK pour le séchage à haute température par l'ajout de l'équation de pression. Il en est de même pour les valeurs expérimentales mesurées pour les paramètres de modélisation. Quant au code DRYMEF, il simule mieux les profils de teneur en humidité mais certains ajustements restent à faire pour améliorer la précision des résultats de simulation.

Chez les arbres, la formation du bois dépend de la différenciation d'un tissu vasculaire appelé xylème secondaire. Les parois cellulaires du xylème sont riches en lignines, ce qui leur confère rigidité et imperméabilité indispensables au transport de la sève brute et au maintien du port dressé. La xylogénèse requiert la coordination de l'expression de plusieurs centaines de gènes dans le temps et dans l'espace. Cette coordination est assurée au niveau transcriptionnel par différents médiateurs protéiques, parmi lesquels il y a des facteurs de transcription de la famille MYB-R2R3. Peu de gènes de cette sous famille ont été préalablement caractérisés chez les conifères. Mon travail de thèse a consisté dans un premier temps à identifier plusieurs gènes MYBR2R3 potentiellement impliqués dans la formation du xylème chez les conifères, en particulier chez le pin loblolly (Pinus taeda) et l'épinette blanche (Picea glauca), et à réaliser leur caractérisation moléculaire. Différentes analyses phylogénétiques ont permis de mettre en évidence des similarités et des différences significatives dans la structure de cette famille entre les gymnospermes et les angiospermes. L'expression de ces mêmes gènes a été quantifiée par RT-QPCR, ce qui a révélé que PgMYB2, 4 et 8 sont préférentiellement exprimés dans le xylème secondaire de l'épinette et que leurs transcrits s'accumulent dans le bois de compression. La deuxième partie de mon travail a visé la caractérisation fonctionnelle de deux MYB-R2R3 de pin (PtMYBl et 8) réalisée via leur surexpression constitutive chez des transformants stables d'épinette. Ces deux facteurs MYB induisent une lignification ectopique cependant plus intense avec PfMYB8, qui bloque le développement normal des racines et conduit à la mort des plantules in vitro. L'analyse du transcriptome des plantules transgéniques par biopuces à ADN a dévoilé entre autres, l'augmentation de l'expression des gènes de la synthèse des lignines. La dernière partie de ma thèse est consacrée à la caractérisation fonctionnelle de PtMYBM placé en parallèle sous le contrôle d'un promoteur constitutif et d'un promoteur préférentiel du xylème (gène codant l'alcool cinnamylique deshydrogénase). Les plantules transgéniques ont une synthèse accrue de plusieurs terpènes et produisent de nombreux transcrits potentiellement associés aux mécanismes de défense. / In trees, wood formation depends on the differentiation of a vascular tissue refered to as secondary xylem. Xylem cell walls are rich in lignins, which confer stiffness and impermeability, properties essential for the mechanical support of the tree and for the transport of water and minerals. Xylogenesis requires the coordinated expression of several hundred genes in time and space. The regulation of gene expression is controled at the transcriptional level by different protein mediators, including transcription factors of the R2R3-MYB family. Hitherto, very few genes of this sub-family have been characterized, specially in conifers. The first part of my thesis consists in the identification and molecular characterization of several genes belonging to this family and potentially involved in xylem formation in conifers, particularly in loblolly pine (Pinus taeda) and white spruce (Picea glauca). Phylogenetic analyses highlight the major similarities as well as significant differences in the MYB family structure between gymnosperms (trees) and angiosperms (herbaceous plants and trees). I used qRT-PCR to determine transcript levels of these genes and assess their expression profiles in spruce. The data showed that the spruce transcripts for PgMYB2, 4 and 8 accumulate preferentially in secondary xylem and are upregulated in compression wood. The second part of my work aimed the functional characterization of two pine R2R3-MYB (PtMYBl and 8) via their constitutive overexpression in stable spruce transformants. The overexpression of both of these MYB transcription factors led to ectopic lignification. However, the overexpression of PtMYB8 led to a more intense lignification; it also prevented normal root development leading to the death of the in vitro plantlets. Microarrays analyses of the transgenic plantlets showed that there was a significant upregulation of many lignin biosynthesis genes, among others. The final section of my thesis describes the functional characterization of PtMYB14 based on its overexpression with either a constitutive promoter or a xylem-preferential promoter (gene coding for the cinnanyl alcohol dehydrogenase). Both types of transgenics plantlets accumulated several terpenes compounds and produced numerous transcripts potentially involved in defence mechanisms.

L'effet à court terme de la disponibilité en azote sur la formation du bois a été étudié chez le peuplier hybride. Les analyses ont été menées sur de jeunes arbres cultivés en serres et qui répondent rapidement à la fertilisation avec différentes concentrations de nitrate d'ammonium. Les arbres ayant reçu un apport élevé d'azote (10 mM) ont produit des fibres de xylème plus courtes (+ 18%) et au diamètre plus larges (+ 17%) dont la paroi cellulaire est plus épaisse par rapport aux témoins (apport d'azote 1 mM). Des colorations histologiques suggèrent que ces fibres accumulent moins de lignines et produisent une paroi enrichie en cellulose. Des variations dans la composition du bois ont aussi été mises en évidence par microspectrophotométrie FT-IR. Des analyses du bois ont donc été entreprises pour déterminer plus précisément le contenu en lignines et pour caractériser la structure des lignines qui sont déposées. Les arbres fortement fertilisés en azote produisent un bois dont la teneur en lignines est inférieure à celle des témoins (diminution de 100/0) d'après la méthode au bromure d'acétyle, mais pas selon la méthode e Klason. Par contre, la structure des lignines semble nettement affectée par l'apport élevé d'azote: on observe une diminution de la fréquence des liaisons β-O-4 et du rapport SIG, ainsi qu'une augmentation de la fréquence des unités H, des esters p-OH benzoïques et des unités G à groupe phénolique libre. Ces caractéristiques sont similaires à celles des lignines de peuplier formées lors des premiers stades de lignification. La fertilisation azotée affecte le taux de cellulose des parois ainsi que l'expression de gènes associés à la mise en place de la paroi. Des analyses réalisées pendant 28 jours de fertilisation ont montré une accumulation rapide des transcrits d'enzymes impliquées dans l'incorporation de nucléotides de sucres en réponse à l'azote. Au contraire, les transcrits de certains gènes participant à la lignification étaient moins abondants. Nos données suggèrent qu'une fertilisation azotée élevée modifie la formation des fibres du xylème de peuplier en leur donnant des caractéristiques similaires à celles des fibres de bois juvénile et de bois de tension.

L'industrie forestière québécoise fait actuellement face à une pénurie de sa main-d'œuvre sylvicole. Il importe alors de mieux saisir la réalité opérationnelle des travaux d'aménagement sylvicole. À cet effet, le traitement de dégagement de la régénération est sous étude depuis 2000 dans le but de comprendre la dynamique de l'effort du travailleur sylvicole dans un contexte de travail à forfait. L'instauration d'un modèle de rémunération à taux variable ($/ha = hr/ha x $/hr) fut recommandée afin de stabiliser l'effort des travailleurs, éviter des excès de fatigue et diminuer les risques d'accident. Toupin (2004) propose un modèle à trois variables pour expliquer la productivité des travailleurs : Productivité (hr/ha) = PO + pi x recouvrement + P2 x densité + [33 x obstacles. La présente étude démontre une façon efficace, simple et économique d'établir une mesure de la variable obstacle de ce modèle. L'hypothèse de recherche suggère la possibilité d'identifier des classes d'obstacles nuisibles aux débroussailleurs à partir d'indices reliés au site forestier à dégager. Des facteurs tels que le procédé de récolte, le type de préparation de terrain, le type écologique et les dépôts de surface fournissent des indices rendant possible l'identification indirecte des difficultés causées par les obstacles du terrain. Une telle approche évite l'exécution d'un inventaire terrain et limite par le fait même les coûts d'application du modèle de productivité. Deux méthodes sont proposées, une méthode par échantillonnage et une méthode par zonage. Celles-ci ont comme objectif commun de permettre l'estimation indirecte de classes de difficulté aux obstacles nuisibles aux travaux de dégagement. L'approche par échantillonnage vérifie la possibilité d'établir, par analyses statistiques, des classes de difficulté en fonction des attributs écologiques et opérationnels caractérisant les sites forestiers à dégager. L'approche dite « par zonage » consiste à établir des zones de difficulté à l'aide de l'information écologique disponible pour le territoire forestier québécois. Les résultats obtenus démontrent qu'il existe une différence significative entre le type de procédé de récolte, le type de dépôt de surface et les quantités d'obstacles observées. L'utilisation de la statistique spatiale du kriegage permit d'effectuer des regroupements de zones écologiques selon différents niveaux de contrainte aux obstacles. / The motor-manual cleaning operations of the Québec forest have been under study since 2000. The results obtained show that it is important to implement a variable piece-rate for this work in order to stabilize the workload of the brushcuters, avoid excess fatigue and reduce the risk of accidents. Toupin (2004) suggests the use of a mathematical model to predict the workers productivity: Effective work time (hr/ha) = PO + pi * vegetation cover + 02 * density + (33 * obstacles The present study proposes a method to include a variable to account for obstacles into this model. The research statement stipulates that it is possible to establish a relation between the number of physical obstacles and the history of the forest site subjected to cleaning. The cutting operations and the ecological and physical characteristics of a clear cut site could therefore provide good indicators of the level of difficulty of a forest site in relation to obstacles. The objective is to assess a difficulty class for the obstacles based on the forest site ecological and operational history. This approach avoids using an intensive and expensive field inventory and, as a result, lowers the cost of applying the model. Two methods are explored in order to establish a classification system for the obstacles. The first method uses statistical analysis to establish a relationship between a numbers of obstacles and the information on the forest site sampled. The second approach uses a geostatistical method to define different zones of difficulty based on the constraints caused by the physical obstacles of a forest site. These two methods allow assigning a difficulty level for forest sites at a low transactional cost. The results show that there is a relationship between the harvesting Systems used for operations, the surface deposit and the number of obstacles. Krigging spatial analysis permits the delimitation of the ground roughness of a region in relation with obstacles.