Plusieurs tourbières du Québec sont aujourd'hui caractérisées par un processus de boisement qui est souvent une conséquence des activités anthropiques in ou ex situ ayant affecté leurs conditions hydrologiques. Bien que le pin blanc (Pinus strobus) soit une espèce arborescente que l'on rencontre plutôt rarement dans les tourbières ombrotrophes, les individus qui y poussent semblent afficher dans plusieurs cas une bonne croissance, autant en hauteur qu'en diamètre. Les objectifs de la présente étude étaient (1) de déterminer l'époque d'établissement de l'espèce dans quelques tourbières de la région écologique de la Plaine du Saint-Laurent et les facteurs ayant favorisé cet établissement, (2) de caractériser leur croissance radiale et (3) de déterminer les facteurs qui ont régi la croissance. Cinq tourbières ont été étudiées. Des analyses dendrochronologiques ont été réalisées pour des individus sur tourbe et sur sol minéral à proximité afin de comparer la croissance entre les deux types de milieu. Des fonctions de réponse et de corrélation ont été effectuées sur les séries dendrochronologiques afin de déterminer l'influence du climat sur la croissance. Enfin, des monolithes de tourbe de surface furent l'objet d'une analyse macrofossile afin de trouver des restes de pin blanc. La présence du pin blanc en milieu tourbeux semble être un phénomène relativement récent, la colonisation ayant débuté au plus tôt un peu avant la moitié du XIXe siècle. Cette installation récente concorde avec la présence de macrorestes de l'espèce dans les seuls premiers centimètres de la tourbe en surface. Bien qu'elle soit majoritairement inférieure à celle des individus sur sol minéral, la croissance radiale des individus sur tourbe s'avère très bonne. Le climat ne semble pas avoir influencé la croissance des individus et ce, autant sur tourbe que sur sol minéral ce qui suggère que d'autres facteurs régissent la croissance. Les précipitations moins abondantes durant certaines périodes du XXe siècle et le feu sont, selon les sites, des facteurs ayant fort probablement favorisé l'établissement du pin blanc sur les tourbières.

Dans le sud du Québec, les milieux humides ont été grandement perturbés depuis l'arrivée des premiers colons européens, particulièrement au cours des 100 dernières années. L'une des conséquences de ces perturbations est l'installation d'espèces habituellement peu présentes dans ces écosystèmes, comme le bouleau gris (Betula populifolia), un arbre pionnier opportuniste. Ce projet avait pour objectifs de documenter les époques de son installation au sein des tourbières ombrotrophes de la Montérégie et d'examiner les facteurs ayant favorisé cet établissement. Les hypothèses posées sont que la présence du bouleau gris dans les tourbières est un phénomène récent (XXe siècle), et qu'elle est étroitement associée aux activités anthropiques ayant lieu en périphérie des tourbières, notamment l'agriculture. Afin de répondre aux objectifs et de vérifier les hypothèses émises, quatre types d'analyse ont été effectués pour dix tourbières: i) des analyses dendrochronologiques pour identifier les périodes d'établissement minimales du bouleau; ii) des analyses macrofossiles de tourbe de surface afin de reconstituer l'histoire botanique récente des tourbières; iii) des analyses des photographies aériennes afin de reconstituer la dynamique spatio-temporelle du boisement des tourbières et celle de l'utilisation des terres en périphérie, enfin iv) l'analyse des données météorologiques pour déterminer si le climat a pu favoriser l'installation du bouleau gris. On a montré que la colonisation des tourbières par le bouleau gris est récente, les individus s'étant majoritairement installés il y a moins de 50 ans. Cette colonisation faite suite dans la plupart des cas à un incendie. Elle semble aussi liée à l'accroissement des activités humaines en périphérie des tourbières qui ont sans doute favorisé l'assèchement des dépôts et l'établissement des semis d'arbres. Il est toutefois difficile d'établir une relation avec les précipitations estivales car elles furent plus abondantes lors des périodes d'établissement du bouleau gris. Par contre, la température pourrait avoir stimulé sa croissance. Mots clés : bouleau gris, tourbières, perturbations anthropiques, boisement, analyse macrofossile, dendrochronologie, photographies aériennes, données météorologiques, Québec

La variation des conditions environnementales pendant le développement larvaire peut engendrer des effets à retardement sur des stades ultérieurs d’un individu. L’exploitation forestière (coupes forestières, prélévement de biomasse) modifie les microhabitats terrestres et aquatiques des amphibiens en perturbant les conditions environnementales et la qualité de l’habitat. Notre projet visait à comprendre l’impact de l’ouverture de la canopée et la variation de l’hydropériode sur le développement larvaire de la grenouille des bois (Lithobates sylvaticus) ainsi que l’effet à retardement de ces conditions sur la survie et la sélection d’habitats des juvéniles. Nous avons émis l’hypothèse que le développement des têtards est plus rapide avec une hydropériode réduite en canopée ouverte qu’en canopée fermée, mais que cela occasionne un coût physiologique lors de la métamorphose. Nous avons suivi le développement de 1440 têtards de grenouille des bois dans 24 mésocosmes disposés en 4 blocs complets aléatoires en forêt boréale mixte dans la région de l’Abitibi en faisant varier la canopée (ouverte ou fermée) et l’hydropériode (réduite ou constante). Après leur métamorphose, 275 juvéniles préalablement marqués ont été placés dans 3 enclos expérimentaux contenant chacun une combinaison de deux traits des débris ligneux, à savoir, leur configuration spatiale (agrégée ou homogène) et leur taille (fin ou grossier). À l’aide de modèles de capture-marquage-recapture, nous avons estimé la survie et la sélection d’habitats des juvéniles. Nos résultats montrent un développement plus rapide en canopée ouverte avec une réduction de l’hydropériode, mais que les individus ont une masse et une taille plus petite à la métamorphose que dans les autres traitements. De plus, en milieu terrestre, la sélection d’habitats des juvéniles n’était pas influencée ni par l’hydropériode ni par l’ouverture de la canopée subie pendant le stade larvaire. De plus, la survie des juvéniles de grenouille des bois en milieu terrestre ne semble pas varier à court terme dans notre étude. Globalement, nous n’avons détecté aucun effet de report des conditions pendant le stade larvaire sur la survie et le comportement des juvéniles en milieu terrestre. Mots-clés : amphibien, développement larvaire, métamorphose, survie, hydropériode, ouverture de canopée, juvénile, sélection d’habitats, enclos terrestre, capture-marquage-recapture. / Environmental variation during the development of an individual can have long-term effects at later life stages. Logging (cut and biomass harvesting) modifies the terrestrial and aquatic microhabitats of amphibians by disrupting environmental conditions and habitat quality. Our project aimed at understanding the impact of opening the stand canopy and hydroperiod on the larval development of the wood frog (Lithobates sylvaticus) as well as the delayed effect of this impact on the survival and habitat selection of juveniles. We hypothesized that the development of tadpoles is faster with reduced hydroperiod under open canopies than under closed canopies, but that this incurs a physiological cost after metamorphosis. We followed the development of 1440 wood frog tadpoles in 24 mesocosms arranged in four randomized complete block designs varying canopy openness (open or closed) and hydroperiod (reduced or constant). After metamorphosis, we marked 275 metamorphs from the mesocosms and released individuals in terrestrial enclosures varying the spatial configuration (aggregated or homogeneous) and size (fine or coarse) of coarse woody debris. Using capture-mark-recapture models, we estimated the survival and habitat selection of juveniles. Tadpoles developed more quickly under an open canopy and a reduced hydroperiod than in other treatments, but reached a smaller size at metamorphosis. Habitat selection by juveniles was neither influenced by the hydroperiod nor the opening of the forest canopy during the larval stage. In addition, we found no evidence of short-term delayed effects on the survival of juveniles in the terrestrial environment. Overall, our study shows the absence of a delayed effect of larval conditions on the survival and behavior of juveniles in terrestrial environments. Keywords : amphibian, larval development, metamorphosis, survival, hydroperiod, canopy opening, juvenile, habitat selection, terrestrial enclosure, capture-mark-recapture.

Les produits de bois à des fins de parement subissent une dégradation accélérée face aux conditions atmosphériques comparativement aux autres produits de finition extérieurs. Cette dégradation entraine une perte de la stabilité dimensionnelle. Le bois doit être modifié afin d’ajouter de la valeur au produit et de contrer la dégradation naturelle. L’approche privilégiée consiste en l’imprégnation du bois par un mélange d’acide citrique et de glycérol pouvant réagir à de hautes températures formant un polymère réticulé. L’optimisation de ce traitement, bien que permettant d’augmenter la stabilité dimensionnelle du bois, a pour effet de diminuer de manière significative le temps et la température de la réaction de polymérisation. L’objectif des travaux présenté dans ce mémoire était de rendre viable industriellement ce procédé par l’optimisation des paramètres de polymérisation de la réaction d’estérification. Les formulations d’acide citrique et de glycérol conventionnelles, non optimisées, ont servi de témoins. La composition des formulations, le ratio des réactifs, le choix des catalyseurs, le type d’imprégnation et les espèces de bois compatibles ont permis de déterminer les meilleures conditions de polymérisation. Deux catalyseurs ont été identifiés comme performants et ils ont incorporés dans les formulations optimisées. L’imprégnation de ces formulations dans les échantillons de pin tordu et de pin blanc a permis une réduction considérable de l’énergie et du temps nécessaire à la formation du polymère dans le bois tout en augmentant davantage la stabilité dimensionnelle par rapport aux échantillons témoins. / Wood products used for exterior siding suffer from accelerated degradation due to weathering compared to other finishing products. This degradation leads to a loss of dimensional stability. In order to counter this effect, wood must be modified. The approach selected was to impregnate wood with a mixture of citric acid and glycerol able to react at high temperature to form a cross-linked polymer. The optimization of this treatment has for effect to reduce significantly the time and temperature needed for the polymerization reaction. This project has for objective to render this treatment industrially viable by modifying the reaction’s parameters. Unoptimized citric acid and glycerol mixtures were used as control. The mixture’s composition, ratio of the reactants, choice of catalysts, energy systems, impregnation types and compatibles wood species allowed to determine the best reaction conditions for polymerization. The best and efficient catalysts were added to optimized formulations, then impregnated in white pine and lodgepole pine wood samples. These impregnations allowed reducing considerably the energy and time needed to form the polymer inside the wood cell walls and to increase the dimensional stability over untreated samples.

L’analyse de données de transcriptomique par le biais du séquençage d’ARN messagers (RNAseq) offre une perspective globale de la régulation de l’expression génique au cours d’un évènement biologique. Dans cette thèse, nous avons exploité cette technique dans le but de comprendre les mécanismes moléculaires qui régulent la transition morphologique réversible levure-mycélium qui est une caractéristique souvent liée au pouvoir pathogène chez les champignons. Dans un premier temps, par le biais de comparaisons de données de transcriptomique entre sept espèces fongiques dimorphiques, nous avons observé une certaine conservation des processus biologiques associés au changement de morphologie chez des champignons issus de branches très éloignées de l’arbre phylogénétique fongique. Dans un second temps, nous nous sommes concentrée sur notre modèle d’étude principal, Ophiostoma novo-ulmi, le champignon pathogène responsable de la maladie hollandaise de l’orme. Par l’analyse comparée des gènes exprimés en phases levure et mycélienne, nous avons défini les facteurs moléculaires qui sont spécifiques à chacune des phases chez O. novo-ulmi et établi une distinction claire entre les deux phases d’un point de vue du contenu en gènes exprimés. Par la suite, nous avons affiné notre étude en nous focalisant sur l’évènement de transition levure-mycélium afin déterminer les gènes dont l’expression était modulée au cours du temps dans le processus de changement morphologique. Nous avons mis en évidence plusieurs facteurs potentiellement impliqués dans la transition, notamment des gènes liés à la cascade de phosphorylation des MAPKs, connues pour jouer un rôle clé dans le dimorphisme chez plusieurs espèces fongiques. Finalement, dans le but d’évaluer plus précisément le niveau de conservation des processus biologiques liés au dimorphisme chez des espèces non modèles éloignées, nous avons comparé la régulation de l’expression génique au niveau des gènes orthologues entre O. novo-ulmi et l’espèce basidiomycète, Pseudozyma flocculosa. Nous nous sommes concentrée sur les gènes qui étaient différentiellement exprimés entre les phases de germination et de filamentation. Dans l’ensemble, les processus associés aux gènes pour lesquels la régulation de l’expression est conservée chez les deux espèces portent sur des fonctions essentielles du développement fongique. Ainsi, cette comparaison a permis de définir ce qui semble constituer la « base minimale » génique commune nécessaire à la transition asexuée levure-mycélium chez des espèces phylogénétiquement éloignées. / Large-scale transcriptomic analyses via messenger RNA sequencing (RNAseq) give access to the information on expression regulation of all the genes present in a sample at a given time and in a given experimental condition. In this thesis, we took advantage of this technology in order to investigate the molecular mechanisms that regulate the reversible yeast-to-hypha morphological switch which is a characteristic often linked to virulence in fungal pathogens. To begin with, we compared transcriptomic data among seven dimorphic fungi and found conserved biological processes associated with the morphological switch among species from very distant branches of the fungal phylogenetic tree. Later, we focused on our model species, Ophiostoma novo-ulmi, the causal agent of Dutch elm disease. We first compared the gene expression levels in yeast and mycelium growth phases. We defined the molecular factors that are specific to each growth phase and highlighted a clear molecular distinction between the two phases in terms of expressed gene contents. We further narrowed down our analysis by focusing on the yeast-to-hypha transition in a time course experiment. We determined the set of genes for which the expression was regulated during the morphological switch, thus potentially involved in the yeast-to-hypha transition. In particular, we identified genes that could be related to the MAPK cascade, known to play a crucial role in the dimorphic switch in many fungal species. Finally, in order to address the level of conservation in the biological processes linked to dimorphism in highly divergent non-model species, we compared the gene expression regulation of the orthologous genes between O. novo-ulmi and the basidiomycete Pseudozyma flocculosa. We focused on the genes that were differentially expressed between the germination and the filamentation phases. We identified several factors for which the regulation of expression seems conserved during the switch from germinating spore to filamentous growth. Overall, these genes are associated with biological processes that play essential roles in fungal development. Hence, our comparison here highlighted core components necessary for the yeast-to-hypha transition in phylogenetically distant species.

Les Tables de gestion intégrée des ressources et du territoire (TGIRT) permettent aux acteurs du milieu de faire part de leurs préoccupations aux décideurs. Cette recherche permet de répondre à deux questions. D'abord, une approche qualitative de type exploratoire a été utilisée afin de déterminer ce que la Loi sur l'aménagement durable du territoire forestier (LADTF) entend par « prise en compte » des préoccupations des acteurs. Ensuite, pour la deuxième question, la dynamique auprès des trois tables présentes sur le territoire de la Capitale-Nationale a été étudiée afin de déterminer s'il est possible de considérer ces tables comme un mécanisme de gouvernance territoriale. Seize entrevues réalisées auprès de participants aux TGIRT ont permis de saisir les perceptions de chacun. Une typologie des TGIRT en fonction du discours des acteurs a été réalisée afin de mieux les analyser. Il a été possible de découvrir que la « prise en compte » des préoccupations est interprétée différemment au sein même des participants et selon les autorités. Cet élément sous-entend que le rôle des TGIRT et des acteurs eux-mêmes laisse place à interprétation. De plus, selon la perception des acteurs, la dynamique présente aux TGIRT ne permet pas à l'heure actuelle de les qualifier de mécanisme de gouvernance territoriale.

Du biochar, de l’hydrogel et des symbiotes végétaux ont été testés comme amendements et biostimulants pour la croissance végétale de Festuca rubra, Trifolium repens L et Avena sativa L hydro-ensemencées sur des résidus aurifères fins et des roches stériles. Un essai de germination indique que les deux biochars ont favorisé la germination des plantes entre 61% et 91%, sauf dans le cas d’une combinaison du biochar BQ-Érable-500-3 avec le trèfle blanc. Une première expérience consistait en trois doses d’hydrogel (0g/kg, 10g/kg, 15g/kg de substrats) combinées avec 0% ou 15% v/v de biochar BQ-Érable-500-3 sur la croissance de A. sativa, F. rubra et T. repens hydro-ensemencées sur ces résidus en conditions contrôlées. L’ajout d’hydrogel avec du biochar a augmenté entre 20% et 27% la biomasse par rapport au témoin sans biochar. L’addition de biochar BQ-Érable-500-3 à 15% v/v aux résidus miniers n’a pas eu d’effets sur les biomasses aériennes et totales des plantes dans le mésocosme. Une interaction a été observée entre l’hydrogel et le biochar. Cependant, celle-ci a été négativement influencée par le taux élevé de biochar appliqué. Dans une deuxième expérience, les effets interactifs de deux biochars avec 15% v/v ou sans biochar (0%) et d’un consortium microbien constitué de deux souches de bactérie fixatrice d’azote (Rhizobium leguminosarum biovar trifoli FH345K et Rhizobium leguminosarum biovar trifoli USDA2046), une souche de bactérie fixatrice libre du diazote (Pseudomonas putida MBN 0213) et une souche de champignon mycorhizien arbusculaire (AMF) (Rhizophagus irregularis DAOM 197198) ont été observés en utilisant des mésocosmes en serre. Le biochar fait avec des écorces d’érable à 7000C a augmenté de 20% la masse totale des plantes comparativement au traitement sans biochar, mais pas avec l’autre biochar fait avec 75% de bois et d’écorces d’érable à 5000C. Il n’y avait pas d’interaction entre le biochar et le consortium microbien. Les deux mélanges végétaux avaient la même biomasse aérienne totale malgré un ratio de population de chaque espèce différente. Par conséquent, l’hydrogel et le biochar seraient bénéfiques pour la croissance végétale, avec l’un ou l’autre des mélanges végétaux, dans des milieux de croissance difficiles pour les plantes tels que les résidus miniers. Par contre, l’effet du biochar sur la croissance dépend du type de biochar. Mots clés : biochar, restauration minière, hydrogel, exploitation aurifère, Avena sativa, Trifolium repens L, Festuca rubra / Biochar, hydrogel and plant symbionts were tested as amendments and biostimulants for plant growth of Festuca rubra, Trifolium repens L and Avena sativa L hydro-seeded on gold mine fine tailings and waste rock. A germination test indicated that both biochars favored plant germination between 61% and 91%, except for combination BQ-Érable-500-3with white clover. A first experiment consisting of three hydrogel doses (0 g/kg, 10 g/kg, 15 g/kg of substrate) combined with 0% or 15% v / v of biochar was conducted on the growth of hydro-seeded A. sativa, F. rubra and T. repens planted together on these gold mine tailings under controlled conditions. The addition of hydrogel to biochar increased plant biomass between 20% and 27% compared to the control without biochar. The addition of biochar at 15% v/v to tailings had no effects on the aboveground and total biomass of plants in the mesocosm experiment. An interaction was observed between the hydrogel and the biochar. However, this interaction was negatively influenced by the high rate of biochar applied. In a second experiment, the interaction of both biochars with 15% v/v or without biochar (0%) and of a microbial consortium including two dinitrogen fixing symbiotic bacteria strains (Rhizobium leguminosarum biovar trifoli FH345K and Rhizobium leguminosarum biovar trifoli USDA2046), a free-free-living dinitrogen-fixing bacteria strain (Pseudomonas putida MBN 0213) and a fungal strain of arbuscular mycorrhizal (AMF) (Rhizophagus irregularis DAOM 197198) were observed in mesocosm greenhouse experiment. Biochar made with maple bark at 7000C increased plant biomass by 20% compared to treatment without biochar, but the other biochar made of 75% of wood and bark maple at 500 0C did not influence growth. There was no interaction between biochar and the microbial consortium. Despite their differences in individual biomass, the two plant mixtures did not behave differently in terms of total above ground biomass. These results suggest that hydrogel and biochar are beneficial for plant growth, with either of the plant mixtures, in environments difficult for plants growth such as tailings. On the other hand, the effect of biochar on plant growth depends of the biochar type. Keywords: Biochar, mine reclamation, hydrogel, gold mining, Avena sativa, Trifolium repens, Festuca rubra

La valeur du panier de produits des peuplements résineux dépend des dimensions et du défilement des tiges, de la présence de défauts internes, mais aussi des propriétés physiques et mécaniques du bois, principalement de la rigidité du bois, puisque le bois d’œuvre résineux est utilisé essentiellement à des fins structurales. La rigidité du bois d’œuvre résineux est estimée en usine lors du classement visuel ou mécanique des sciages. En forêt, cette connaissance n’existe pas et il n’est pas possible aujourd’hui de localiser les régions ou les peuplements avec un fort potentiel de bois rigide, ni d’évaluer la valeur des bois ou encore de comparer la rentabilité des scénarios sylvicoles, en considérant ce critère de qualité déterminant. Cette absence de connaissances s’explique principalement par les efforts et les coûts considérables associés à la réalisation d’un inventaire de la qualité de la fibre, lequel suppose en effet l’échantillonnage de milliers d’arbres et des analyses en laboratoire très exigeantes. C’est dans ce contexte que la spectroscopie proche infrarouge a été évaluée, comme technologie rapide et non destructive, pour mesurer les propriétés physiques et mécaniques du bois. Dans un premier temps, nous avons évalué la variabilité écogéographique des propriétés du bois de l’épinette noire pour les deux principales végétations potentielles de la forêt boréale aménagée du Québec (chapitre 1). Nous avons observé que le bois poussant dans les peuplements purs d’épinettes noires avait des fibres matures plus longues, un bois significativement plus dense et de meilleures caractéristiques mécaniques que le bois poussant dans des peuplements mélangés avec le sapin baumier. Une approche de modélisation par saut d’échelle, basée sur des mesures de cernes provenant de 3350 placettes d’inventaire, a permis d’améliorer la performance de tous les modèles, en expliquant, à l’échelle du peuplement, 47%, 57%, 63% et 63% de la variabilité de la densité du bois, du module d’élasticité, de l’angle des microfibrilles, et de la longueur des fibres matures, avec des erreurs quadratiques moyennes, de 8.9 kg/m³, 0.52 GPa, 0.60° et 0.06 mm respectivement. Nous avons ensuite évalué le potentiel de la spectroscopie proche infrarouge pour mesurer les propriétés du bois de l’épinette noire (chapitre 2). De bonnes et d’excellentes statistiques de calibration (R², rapport de la performance à l'écart) ont été obtenues pour la densité basale (0.85, 1.8), l’angle des microfibrilles (0.79, 2.2), et le module d’élasticité (0.88, 2.9). Une régression segmentée a également été appliquée au profil radial de l’angle des microfibrilles afin de déterminer l’âge de transition du bois juvénile au bois mature. Les valeurs obtenues avec SilviScan ont été comparées à celles obtenues par spectroscopie. L’âge moyen de transition (23 ans ± 7 ans) a été légèrement sous-estimé, par spectroscopie proche infrarouge, avec une erreur de prédiction moyenne de −2.2 ± 6.3 ans et des intervalles de confiance à 95% de −14.6 et 10.1. Ces résultats suggèrent que l’âge de transition du bois juvénile au bois mature peut également être prédit par spectroscopie proche infrarouge. Finalement, la spectroscopie proche infrarouge a été utilisée pour évaluer la variabilité régionale de la densité basale et de la rigidité du bois des principales essences boréales du Québec (épinette noire, sapin baumier, pin gris, bouleau à papier et peuplier faux-tremble) (chapitre 3). Un système automatisé a été développé à cette fin et calibré à partir de données SilviScan. La densité basale et la rigidité du bois ont été estimées sur 30159 carottes de bois provenant de 10573 placettes d’inventaire. Les observations de densité et de rigidité étaient spatialement autocorrélées sur de plus longues distances chez les feuillus que chez les résineux. Un gradient latitudinal uniforme relié au climat était apparent pour le bouleau à papier et le peuplier faux-tremble. La distribution spatiale de ces mêmes propriétés n’était pas uniforme chez les résineux, suggérant une adaptabilité environnementale plus restreinte en comparaison aux essences feuillues étudiées. Cette thèse présente de grandes avancées dans le développement d’une méthode d’inventaire de la qualité de la fibre au Québec. La variabilité régionale de la densité et de la rigidité du bois est maintenant connue pour les principales essences boréales du Québec. Les prochains travaux porteront sur l’estimation de ces propriétés à l’échelle du peuplement forestier. / The value of forest products from softwood stands depends on stems volume and taper, internal defects, but also on physical and mechanical wood properties, especially stiffness, since softwood lumber is primarily used for structural purposes. The lumber stiffness is evaluated in sawmills through visual or mechanical gradings. In forest, this knowledge does not exist and it is not possible to locate the regions or the forest stands with a high lumber stiffness, neither to evaluate the value of forest products and the economic profitability of forest management scenarios considering this key attribute. This lack of knowledge is mainly due to substantial investments associated with an inventory of wood fibre quality, which involves the sampling of thousands of trees and very demanding laboratory tests. It is in this context that the near-infrared spectroscopy was evaluated as a rapid, non-destructive method for estimating physical and mechanical wood properties. Ecogeographic variation in black spruce clear wood properties was first investigated for the two main vegetation types of the managed boreal forest of the province of Quebec (chapter 1). Wood growing in pure black spruce stands had longer mature fibers, a significantly denser wood with better mechanical characteristics than the wood growing in stands mixed with balsam fir. A scaling-up modeling approach, based on ring data from 3,350 inventory plots, has improved the performance of all models, explaining, at the stand level, 47%, 57%, 63% and 63% of variance in wood density, modulus of elasticity, microfibril angle and mature fiber length with estimated root mean square errors of 8.9 kg/m³, 0.52 GPa, 0.60° and 0.06 mm respectively. The potential of near-infrared spectroscopy to determine the transition from juvenile to mature wood in black spruce was then assessed (chapter 2). Good to excellent calibration statistics (R², ratio of performance to deviation) were obtained for basic density (0.85, 1.8), microfibril angle (0.79, 2.2), and modulus of elasticity (0.88, 2.9). Two-segment linear regressions were applied to microfibril angle profiles to determine the transition age. The values obtained using SilviScan data were compared with those obtained using near-infrared spectroscopy predicted data. The average transition age (23 years ± 7 years) was slightly underestimated by near-infrared spectroscopy with a mean prediction error (and 95% limits of agreement) of -2.2 ± 6.3 years (-14.6/10.1). These results suggest that the transition age from juvenile to mature wood could be predicted by near-infrared spectroscopy. Finally, the near-infrared spectroscopy was used for estimating the regional variation in wood density and stiffness for the main boreal species of Quebec (black spruce, balsam fir, jack pine, paper birch, trembling aspen) (chapter 3). An automated near-infrared system was developed for this purpose and calibrated using SilviScan data. Basic density and wood stiffness were estimated on 30,159 increment cores from 10,573 inventory plots. The observations in wood density and stiffness were spatially autocorrelated on longer distances in hardwoods than softwoods. A uniform latitudinal gradient related to climate was observed in paper birch and trembling aspen. Conversely, spatial distribution in wood density and modulus of elasticity was not uniform in softwoods, suggesting a more limited environmental adaptability in comparison to the hardwood species studied. This thesis has made major advances in the development of a method for inventorying wood fibre quality in Quebec. Regional variation in wood density and stiffness is now known for the main boreal species of Quebec. Future work will focus on estimating these properties at the forest stand level.

Le thuya occidental (Thuja occidentalis L.) vit un déclin en abondance depuis plusieurs décennies et sur une grande partie de son aire de répartition. Ce déclin serait lié à un manque de semenciers, à des problèmes d'établissement de la régénération naturelle et à une grande pression de broutement. Les stratégies sylvicoles présentement mises de l'avant pour la restauration du thuya préconisent les coupes partielles afin de promouvoir la régénération naturelle et de permettre la reprise de croissance de la régénération préétablie, mais peu d'attention a été accordée aux plantations de thuya. Cette étude offre une première caractérisation des taux de croissance, de la forme des tiges et des taux de survie des thuyas en plantation. Elle évalue les effets de la compétition, des traitements sylvicoles et du broutement par le cerf, l'orignal et le lièvre sur la croissance et la forme du thuya planté. Des plantations monospécifiques et mixtes âgées de 5 à 27 ans et situées au Bas-Saint-Laurent, Québec, ont été échantillonnées. À l'intérieur comme à l'extérieur des ravages de cerfs de Virginie, les thuyas plantés montrent des taux de survie élevés et sont généralement sujets à une faible pression de broutement, mais 45% des tiges sont fourchées. La production des plants en pépinière et la grande disponibilité de lumière pourraient expliquer l'abondance des fourches, mais plus de recherche est nécessaire afin de mieux comprendre le processus de formation et le développement des fourches. Les thuyas plantés montrent des taux de croissance élevés et une forte réaction à l'élimination de la végétation compétitrice. Les résultats suggèrent qu'en l'absence de compétition, une exclusion des herbivores de 9 ans pourrait être suffisante pour établir des peuplements de thuya de plus de 3m de hauteur et à l'abri du broutement.

Les feux sont un phénomène naturel dans la forêt boréale du Canada. Ils sont étroitement liés à la croissance et au développement de cet écosystème. Cependant, l’augmentation des activités anthropiques associées au changement climatique graduel peuvent provoquer un accroissement des épisodes de feux. Un tel accroissement pourrait avoir des effets indési-rables sur l'industrie forestière en raison d’une rupture de l'approvisionnement en bois sur une période de planification à long terme. Cette thèse explore une approche alternative pour concevoir des stratégies qui réduiront l'impact potentiel des feux de forêt sur les revenus à long terme générés par la vente de produits forestiers ciblés, et ce, au moyen d’une politique d’aménagement forestier spécifique. L'étude est basée sur les données de trois unités d’aménagement forestier localisées dans la région boréale de la province de Québec au Ca-nada. Les modèles de politique de planification de la récolte forestière ont été résolus en utilisant la programmation linéaire intégrée avec un taux de brûlage constant. Les options de récolte prescrites par les modèles de planification ont été évaluées à l’aide d’un modèle de simulation de paysage intégré avec un taux de brûlage stochastique. Parmi les quatre modèles pris en compte, le modèle verticalement intégré (modèle 4) a géné-ré les revenus les plus élevés tout en ayant les variations les moins importantes de revenu au sein et entre les périodes pour l'horizon de planification. Ce modèle a permis de maximiser la valeur actuelle nette des recettes provenant de la vente de produits de première transfor-mation pour les deux premières périodes soumis à une récolte forestière constante et à des volumes de bois récupérés durant une période de planification complète. Les revenus plus élevés et les variations plus faibles suggèrent que le modèle peut réduire le risque des im-pacts des feux de forêt sur les revenus comparativement aux trois autres modèles, y compris le modèle de rendement soutenu qui maximise le volume de la récolte soumis à des flux constants du volume de récolte durant une période de planification (modèle 1). L'analyse des dépenses de gestion des incendies a démontré que l’augmentation de telles dépenses peut réduire le coût de lutte contre les feux et augmenter les revenus de la récolte tout en diminuant la variabilité. Cependant, il y a un niveau optimal de dépense qui dépend de la structure forestière et des régimes de feux. Par conséquent, une répartition optimale des dépenses de prévention peut réduire le risque d'impact du feu sur l’économie forestière à long terme. La pérennité des écosystèmes est importante en gestion forestière. Par conséquent, l'intégri-té écologique est de plus en plus préoccupante en ce qui concerne les forêts publiques cana-diennes qui sont aménagées à des fins commerciales. La mise en œuvre d’une politique de récolte exigeant la conservation des vieilles forêts tout en tenant compte de l'impact poten-tiel du feu peut avoir des effets négatifs sur les revenus. Les impacts peuvent être réduits en choisissant une politique de gestion forestière alternative. La réduction des revenus à court terme peut être compensée par des retours à long terme générés par la valeur ajoutée asso-ciée à l'âge du bois en utilisant des politiques alternatives. Finalement, les résultats démontrent que le modèle de planification de la récolte intégrée verticalement et l’optimisation des efforts de gestion du feu peuvent accroître les revenus à moyen et à long terme de l'industrie forestière. Le modèle réduit le risque de perte de reve-nus lié à la rupture de l'approvisionnement lorsque l'impact du feu est inclus dans le proces-sus de planification. De plus, les solutions prescrites dans ce modèle aident à réduire le taux de récolte et à augmenter le volume des stocks qui peut être un coussin en prévision des feux qui surviennent de façon très variable au cours des périodes de l’horizon de planification. / Forest fire is a natural process in the boreal forest region of Canada and it is strongly con-nected to forest growth and development. Yet, increasing anthropogenic activities coupled with gradual climate change can increase fire occurrence and area burned. Such an increase may cause adverse impacts on the forest-based economy by the potential disruption of tim-ber supply over a long-term planning horizon. This thesis explores an alternative approach to designing strategies to reduce the potential impact of fire on long-term revenues generated by the sale of prescribed harvest products using a specified forest management policy. The study is based on data from three commercially-managed forests located in the boreal forest region of the province of Quebec, Canada. The harvest planning policy models were solved using a constant average annual burn rate-embedded in a linear programming model. The harvest solutions prescribed by the planning model were evaluated by implementing them in a stochastic landscape simulation model. Among the four policy models examined, vertically integrated model (model 4) generated the highest revenue with the least within- and among-period variation in revenue over the planning horizon. This model maximized the net present value from the sale of primary-processed wood products for the first two periods subjecting to the constant flows of har-vest timber and recovered lumber volumes for an entire planning horizon. The higher reve-nue and lower variation suggest that the model can have lower risk of fire impacts on reve-nue compared with the other three models including the status quo sustained-yield policy model (model 1) that maximizes harvest timber volume subject to constant flows of the harvest volume over the planning horizon. Analysis of fire management expenditures demonstrated that increased presuppression ex-penditure can reduce suppression costs and increase the revenue from the harvest while lowering the variability. However, there is an optimal level of expenditure, which depends on the structure of the forest and fire regimes. Hence, an optimal allocation of presuppres-sion expenditure can reduce the risk of the fire on the long-term economics of the forest. Ecosystem sustainability is important for forest management. Therefore, ecological integrity is of increasing concern with respect to commercially-managed public forests in Canada. Implementation of a harvest policy with strict requirement of old-growth forest area con-straint while accounting for the possible impact of fire can have adverse impacts on reve-nue. The impacts can be reduced by selecting alternative forest management policies. The short-term reduction in revenue from harvests can be compensated for by long-term eco-nomic returns provided by age-related value accumulation of the harvest timber using alter-native policies. Finally, based on the results, the vertically integrated harvest planning model coupled with optimal fire management efforts can increase long-term average revenue to wood industry. The model lowers the risk of loss of revenue due to supply disruptions when the impact of fire is accounted for in the planning process. In addition, the solutions prescribed by this model help reduce the harvest rate and increase stock volume which can act as a buffer for the highly variable potential fires in the successive periods over a planning horizon.