Thèse (M.Ress.Renouv..) -- Université du Québec à Chicoutimi, 2006. / Bibliogr.: f. 40-52. Document électronique également accessible en format PDF. CaQCU

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2004. / Bibliogr.: f. [47]-53. Publié aussi en version électronique.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 1997. / Bibliogr.: f. [49]-53. Publié aussi en version électronique.

Les modèles de défilement (variation en diamètre de la tige) et de branchaison (variation du diamètre des branches) sont utiles pour évaluer le rendement en produits finis en optimisation du sciage. Dans cette étude, chaque équation a été calibrée avec des données provenant d’études antérieures sur la biomasse et la morphologie de la cime de l’épinette noire. Les paramètres de chaque équation ont été estimés par régression linéaire mixte avec une structure d’erreur autorégressive continue de premier ordre. L’équation de défilement résultante convient à un large gradient de peuplements et de conditions environnementales. Les équations de branchaison obtenues décrivent correctement le patron paraboloïde du diamètre maximum et moyen des branches à partir de la longueur de cime et du diamètre de l'arbre. Une équation supplémentaire basée sur le diamètre de l’arbre et l’indice de qualité de station a été développée pour prédire la hauteur de l’arbre, variable essentielle mais pas toujours mesurée dans les inventaires réguliers. / Stem taper (variation of stem profile) and branchiness (variation of branch basal diameter) equations are useful in evaluating the value of lumber recovery through sawing optimization. In this study, taper and branchiness equations were calibrated for black spruce (Picea mariana (Mill.) BSP) using data derived from past biomass and crown morphology studies. Equation parameters were estimated by a linear mixed effect method employing a first-order continuous autoregressive error process. The resultant stem taper equation captured variation across a wide range of stand and environmental conditions. Similarly, using tree diameter at breast height (Dbh) and crown length as explanatory variables, the resultant branchiness equations enabled the prediction of the (1) largest branch diameter per tree, and (2) mean branch diameter per tree. Tree height measurements are not always available in common forest inventory data, but are essential to taper and branchiness prediction. Consequently, an additional equation to predict tree height was also developed, based on Dbh and site index.

Titre de l'écran-titre (visionné le 25 septembre 2023) / Dans les forêts mixtes tempérées, les coupes forestières du passé ont occasionné un manque en régénération d'essences compagnes souhaitées, généralement des conifères, de même que la raréfaction de certaines essences qui croissent lentement, telles que l'épinette rouge (Picea rubens Sarg.) et le thuya occidental (Thuja occidentalis L.). De précédentes études ont démontré qu'il existe un fort lien d'association entre les débris ligneux et la régénération de ces essences. De plus, la récolte communément hâtive du sapin baumier, dont les propriétés permettent de générer des débris ligneux sur une base régulière, pourrait diminuer le potentiel de substrats d'établissement adéquats pour certaines essences. De ce fait, si le rôle du sapin s'avère si important, une réduction de son abondance pourrait entraîner des impacts négatifs sur les écosystèmes étudiés. Parmi les coupes partielles, le procédé de régénération de la coupe progressive irrégulière peut s'avérer un choix sylvicole judicieux pour préserver une quantité suffisante de débris ligneux. Ainsi, l'utilisation de ce type de coupe pourrait constituer une solution prometteuse permettant de favoriser la régénération des essences principales de la forêt mixte tempérée, soit le sapin baumier (Abies balsamea (L.) Mill.), l'érable rouge (Acer rubrum L.) et le bouleau jaune (Betula alleghaniensis), puis assurer la pérennité de celles en raréfaction. Le présent mémoire a pour objectif principal de déterminer si les différentes caractéristiques associées aux débris ligneux au sol, en particulier, ceux de sapin baumier, affectent l'abondance de la régénération de l'épinette rouge, du thuya occidental, du sapin baumier, de l'érable rouge et du bouleau jaune en forêt mixte tempérée. Plus spécifiquement, l'effet du substrat d'établissement, du stade de décomposition et de l'essence des débris ligneux sur leur régénération a été évalué en absence de coupe et en conditions traitées par coupe progressive irrégulière. Cela a permis de documenter l'influence de la coupe partielle sur le processus de régénération de ces essences et la dynamique du bois mort. Les résultats en absence de coupe suggèrent que les débris ligneux de bouleau possédant un stade de décomposition avancé constituent, comparativement à ceux de sapin baumier, un substrat plus favorable pour les semis d'épinette rouge et de sapin baumier de la forêt mixte tempérée. Les propriétés physiques et chimiques qu'ils possèdent pourraient potentiellement expliquer ces résultats. De plus, sous les conditions créées par une coupe progressive irrégulière avec un niveau de prélèvement modéré de 40 %, nous avons observé des tendances similaires pour les semis d'érable rouge et de bouleau jaune. Nos résultats mettent en lumière l'importance d'assurer un apport constant en débris ligneux, tout en portant une attention particulière à ceux de bouleaux, dans l'optique d'un aménagement forestier durable. Les résultats de cette étude permettront d'améliorer les pratiques forestières en proposant des stratégies sylvicoles adaptées aux essences de la forêt mixte. / In temperate mixedwood forests, past forest harvesting has caused a lack of regeneration of desired companion species, generally conifers, as well as the decline of certain slow-growing species, such as red spruce (Picea rubens Sarg.) and northern white cedar (Thuja occidentalis L.). Previous studies have shown the strong association between coarse woody debris and the regeneration of several species. In addition, early harvesting of balsam fir, whose properties allow to produce coarse woody debris on a regular basis, could reduce the potential for suitable establishment substrates for certain species. Therefore, if the role of balsam fir the coarse woody debris tends to be important in the regeneration process of these species, a reduction of its abundance could lead to a negative impact on the ecosystems. Partial cuts such as irregular shelterwood can prove to be a wise silvicultural choice to preserve a sufficient amount of coarse woody debris. Thus, the use of this regeneration method could constitute a promising solution for promoting the regeneration of the main species such as balsam fir (Abies balsamea (L.) Mill.), red maple (Acer rubrum L.) and yellow birch (Betula alleghaniensis), and ensure the sustainability of declining species. The main objective of this study was to determine whether the various characteristics associated to the coarse woody debris, in particular those of balsam fir, affect the abundance of the regeneration of red spruce, northern white cedar, balsam fir, red maple and yellow birch of the temperate mixedwood forest. More specifically, the effect on their regeneration of the establishment substrate, the decay stage and the species of coarse woody debris was evaluated in absence of cutting and under irregular shelterwood conditions. This made it possible to document the influence of partial cutting on the regeneration process of these species and on the deadwood dynamics. Results in uncut stands show that birch woody debris with advanced decay is a more favorable substrate for red spruce and balsam fir seedling germination of the temperate mixed forest compared to those of balsam fir woody debris. Their physical and chemical properties could potentially explain these results. Moreover, following irregular shelterwood cutting with a moderate level of 40% removal, the same patterns were observed for red maple and yellow birch seedlings. Our results highlight the importance of ensuring a constant supply of coarse woody debris, while paying a particular attention to those of birches, from the perspective of sustainable management. The results of this study will help to improve forestry practices by proposing silvicultural strategies adapted to the mixedwood forest species.

La coupe de jardinage par pied d’arbre est le principal traitement utilisé dans le cadre de l’aménagement des forêts feuillues inéquiennes du sud du Québec. La simulation du prélèvement des arbres pour ce traitement dans les calculs de la possibilité forestière se fait actuellement au moyen d’un modèle empirique ne prenant en compte que l’espèce et le diamètre des arbres. Il est toutefois probable que d’autres variables permettent d’améliorer la prévision des arbres qui seront récoltés. Dans cette étude, six modèles de prélèvement prenant en compte trois classifications des arbres couramment utilisées au Québec ainsi que les corrélations spatiales aux échelles de l’arbre et de la placette ont été mis au point afin de les comparer au modèle n’utilisant que l’espèce et le diamètre. Les résultats obtenus indiquent que la vigueur des arbres est une variable essentielle afin de prédire leur probabilité de prélèvement. En outre, le sort subi par les proches voisins d’un arbre influence aussi sa probabilité de récolte.

Cette étude a été réalisée dans le domaine bioclimatique de la sapinière à bouleau blanc. Trois traitements d’éclaircie précommerciale (EPC) différents, répartis dans cinq blocs, ont été comparés à des stations témoin non éclaircies. Un traitement conventionnel a été effectué selon la norme en vigueur au Québec en 2001 (MRN 2001) et deux traitements alternatifs ont été élaborés en fonction d’objectifs régionaux. Dans chaque bloc, il y a 4 placettes témoins, 4 placettes traitées selon la norme de 2001 et 4 placettes traitées selon une modification à la norme de 2001 (traitement alternatif). Dans les blocs 1 et 2, ce traitement alternatif consiste au maintien de tiges résiduelles, à une distance de moins de 2 m, dans un seul quadrant (un quart de cercle). Dans les blocs 3, 4 et 5, le traitement alternatif consistait à espacer de cinq mètres les feuillus intolérants. Les effets des traitements et de la compétition sur la croissance en hauteur et en diamètre ont été modélisés pour la période de cinq ans suivant la réalisation d’une éclaircie précommerciale. À densité élevée, la compétition intra et interspécifique affecte grandement tous les aspects de la croissance des tiges résineuses, mais à densité faible elle affecte seulement la croissance en diamètre et la grosseur des branches. Les effets de l’EPC sur l’évolution du coefficient de distribution, du diamètre moyen quadratique et de la surface terrière ont également été modélisés. L’EPC affecte négativement les coefficients de distribution résineux et feuillus, mais c’est surtout les feuillus qui sont affectés. Le traitement d’EPC conventionnel favorise l’accroissement des 1 500 plus grosses tiges résineuses à l’hectare, mais ne favorise pas nécessairement l’accroissement en surface terrière. Les compétiteurs feuillus ou résineux, plus petits que la tige dégagée et situés dans un quadrant à une distance inférieure à deux mètres, influencent peu la croissance des tiges résineuses dégagées par éclaircie précommerciale, mais ils affectent négativement le développement des branches. Ceci suggère qu’une EPC dans laquelle quelques compétiteurs plus petits que l’arbre d’avenir sont laissés dans un quadrant de compétition, peut constituer une solution de compromis tant au niveau de la croissance de l’arbre que de la qualité de la tige. / This study was realized in the bioclimatic domain dominated by balsam fir and white birch. Three different treatments of precommercial thinning (PCT), distributed in five blocks, were compared with a control. A conventional treatment was made according to the standards current in Quebec in 2001 and two alternative treatments were elaborated according to the regional objectives. In every block, there are four control plots, four plots treated according to the 2001 MRNF standards of precommercial thinning and four plots treated according to a modification in the standards of 2001. In blocks 1 and 2 the alternate treatment consists in the preservation of residual stems, at a distance of less than 2 m, in a quarter circle. In blocks 3, 4 and 5 the alternate treatment consisted in spacing out to 5 metres the intolerant broad-leaved trees. The effects of treatments and competition on the growth in height and in diameter were modelized for the period of five years following a precommercial thinning. At high density, the intra and interspecific competition affect largely all the aspects of the growth of the coniferous stems, but in low density it affects only the growth in diameter and the thickness of branches. The effects of the PCT on the stem stocking, the average diameter and of the stand basal area were also modelized. The precommercial thinning negatively affects the stocking of broadleaved and coniferous species, but it affects especially the broadleaved trees. The treatment of precommercial thinning improve the increment of the 1 500 largest coniferous stems per hectare, but does not facilitate the increase of stand basal area. The broadleaved or coniferous competitors, shorter than the crop trees, located in a quarter circle within a distance of 2 meters, do not influence the growth of the coniferous stems but they influence negatively the development of branches. This suggests that a precommercial thinning in which some competitors smaller than the studied tree are left as residual stems, could constitute a good alternative method to both tree growth and quality.

L’augmentation en dominance du hêtre à grandes feuilles (Fagus grandifolia Ehrh.) jumelée à la diminution de l’érable à sucre (Acer saccharum Marsh.) en régénération menace la viabilité économique des forêts feuillues nordiques aménagées. En se basant sur l’hypothèse que l’augmentation de la disponibilité de la lumière pour la régénération favoriserait l’érable à sucre, la coupe progressive irrégulière est passée d’une mise en oeuvre expérimentale à opérationnelle à grande échelle au cours de la dernière décennie. Nous avions comme objectif de vérifier si des variantes de coupes partielles, telles que la coupe de jardinage et la coupe progressive irrégulière, faites dans un contexte industriel, avaient tendance à favoriser la régénération de l’érable à sucre au détriment de celle du hêtre. Nous avons mesuré le coefficient de distribution, l’abondance et la croissance de la régénération dans des coupes industrielles âgées de trois à six ans dans la forêt feuillue du Québec, Canada. Le suivi de la régénération a per mis de démontrer une indéniable dominance du hêtre à grandes feuilles, tout type de coupe confondu, particulièrement chez les grands semis et gaules. Cependant, dans certaines conditions, les indices de probabilités de transition (combinant la croissance et l’abondance relative) de l’érable à sucre pouvaient être légèrement favorisés par l’augmentation du prélèvement en surface terrière, dans certaines conditions. En se basant sur le coefficient de distribution et la surface terrière marchande du hêtre avant la coupe, nous avons proposé de nouveaux critères pour aider à décider dans quelles situations une augmentation de l’intensité de la coupe partielle permettrait de favoriser significativement la régénération de l’érable à sucre. Au-delà de ces résultats, l’étude met en lumière l’importance de raffiner le processus de diagnostic et les prescriptions sylvicoles de nos forêts feuillues afin de limiter efficacement l’expansion du hêtre à grandes feuilles.

Le saule en rotation courte est une culture à croissance rapide avec un large potentiel pour produire de la biomasse. Une fois établi, le saule produit des rendements maximaux avec un cycle de récolte de trois ans; les rendements observés dans l'est du Canada sont entre 10 et 20 t de matière sèche (MS) par hectare par année. Présentement, la principale méthode de récolte est de couper et de mettre en copeaux la plante entière; les copeaux sont ensuite utilisés directement dans une usine de cogénération ou entreposés humides. Une méthode de récolte alternative serait de couper les tiges et de les mettre en balles ou en ballots pour favoriser le séchage naturel durant l'entreposage. Des récolteuses de saules sont disponibles pour couper et mettre en copeaux avec une fourragère automotrice. Toutefois, aucune machine commerciale n'a été développée pour couper et mettre en balles les récoltes de saules. Les paramètres de conception ont été établis pour construire un prototype qui coupe, broie et densifie les tiges de saules sous forme de balles. Une presse à balles rondes à chambre variable a été choisie comme plate forme pour construire la machine. Plusieurs modifications ont été requises sur la presse : le châssis a été renforcé, les six courroies de la chambre de compression ont été remplacées par une courroie pleine largeur et un timon central pivotant a été installé pour déporter la presse de chaque côté du tracteur. Quatre scies montées sur une table de coupe similaire à celle d'une faucheuse à disques ont été installées à l'avant de la presse. Un broyeur à marteaux a été fixé entre les scies et la presse pour briser partiellement et assouplir les tiges de saules. Cinq essais au champ ont été menés en 2006 pour essayer et améliorer plusieurs composantes fonctionnelles de cette nouvelle récolteuse de saules. Plus de 90 balles de saules ont été récoltées. La capacité en continu du prototype variait de 8 à 12 t/h de matière humide (MH). En considérant les temps d'arrêt d'attache et de tournage, la capacité de récolte réelle devrait varier entre 5 et 8 t MH/h. La grosseur des balles variait entre 0,90 et 1,54 m de diamètre pour une largeur fixe de 1,22 m. La teneur en eau (TEE) moyenne pour les cinq essais variait entre 43 et 51%. La densité de matière sèche des balles variait de 111 à 1 67 kg MS/m3 avec une valeur moyenne de 140 kg MS/m". / Willow is a fast-growing crop with a biomass potential between 10 and 20 t of dry matter (DM) per ha per year in a northern climate like Canada. Once established, willow reaches optimal yield under a 3-year cutting rotation. One method of harvesting is to cut and chip the whole plant for immediate use or wet storage. Alternately, willow can be cut and either bundled or baled for natural drying in storage. Near-commercial harvesters for willow are available to cut and chip with a forage-harvester platform. However, no commercial harvester of long-stem willow in the form of bundle or bale is available. Design criteria were developed to optimize cutting, perform light shredding and bale willow stems. A round baler was chosen as the harvesting platform. Modifications to the baler included replacing the narrow compression chamber belts by a single full-width belt to better contain the long stems within the chamber. A swing-pivot tongue was added to offset the baler from the tractor's drive line. Four rotary saws, integrated in a disc mower frame, were installed in front of the baler. A modified hammer type shredder was placed between the saws and the baler to break the willow stems and make them more pliable. Five field trials were carried out in 2006 to test and improve various functional components of this novel willow harvester. By the end of the year, more than 90 round bales of willow had been harvested. The continuous bale forming capacity ranged from 8 to 12 wet t/h. Considering idle time, wrapping time and turning time, the actual harvest capacity would be in the range of 5 to 8 wet t/h. Bale size ranged from 0.90 to 1.54 m in diameter (fixed width of 1.22 m). Average moisture content of willow for the five trials ranged from 43 to 51%. Dry matter density ranged between 111 and 167 kg DM/m with a typical value of 140 kg DM/m3 .

La sapinière à bouleau blanc de l'Est est majoritairement récoltée par des coupes totales, ce qui expose les nouvelles lisières à des vents plus forts qu'auparavant. Pour arriver à minimiser les pertes par chablis, il est nécessaire de les estimer selon les patrons de répartition des coupes agglomérées ou dispersées. La modélisation empirique révèle que la hauteur moyenne du peuplement, la taille et la configuration des coupes, inclus dans l'indice d'exposition de lisière, ont un impact significatif sur l'incidence et la sévérité du chablis. Pour prédire la proportion de chablis, il faut aussi tenir compte de l'âge moyen, de la densité de tiges et du pourcentage de sapin baumier dans le peuplement. Pour évaluer les pertes selon le patron de dispersion des coupes, la variable principale est la longueur de lisières exposées. Ainsi, la stratégie de récolte par petites coupes dispersées permet une sélection plus fine des peuplements de bordure les moins vulnérables, mais cet avantage ne permet pas de contrer l'augmentation de la longueur de lisières exposées pour une même superficie récoltée.