Les traits fonctionnels foliaires sont des paramètres clés des processus écologiques dans les forêts. Malgré les progrès réalisés dans la cartographie de traits foliaires à partir d’imagerie hyperspectrale, il subsiste un besoin de construire des modèles spectres-traits spécifiques à un environnement donné, entraînés à partir de mesures à l’échelle de l’arbre, afin d'améliorer la précision des cartes locales de traits. Nous avons cartographié 12 traits fonctionnels foliaires dans une forêt tempérée mixte à partir d’imagerie hyperspectrale aéroportée. Des échantillons foliaires de cimes d'arbres (n = 166), couvrant un total de 16 espèces, ont été recueillis à l'aide d'une plateforme de drone pour mesurer des traits foliaires d’arbres individuels, à partir desquels la réflectance spectrale de la couronne a également été mesurée. Des modèles de régression des moindres carrés partiels (PLSR) ont été utilisés pour prédire les traits foliaires à partir des spectres de réflectance à l’échelle de l’arbre (400-2400 nm). Ces modèles ont prédit la masse foliaire par unité de surface (LMA), la surface foliaire spécifique (SLA) et l'épaisseur en eau (EWT) avec une haute précision (R2 > 0.8, %RMSE < 15). Les modèles de concentration de pigments, de l'azote et de la cellulose ont montré une performance modérée (R2 = 0.53–0.68, %RMSE = 17.24–21.31). Les performances les plus faibles ont été observées pour la lignine, le carbone, le contenu en matière sèche (LDMC) et l'hémicellulose (R2 = 0.24–0.44, %RMSE = 20.67–26.13). Des cartes à haute résolution spatiale (1.25 m pixel-1) de traits foliaires ont été produites pour l'ensemble de la zone d'étude de 16 km2. Notre étude s'ajoute aux recherches approfondies visant à utiliser la télédétection pour surveiller la biodiversité des traits fonctionnels à plus grande échelle et fournit des modèles qui saisissent la variation intraspécifique de nombreuses espèces d'arbres d'une forêt tempérée mixte de l'est du Canada. / Foliar functional traits are key drivers of ecological processes in forests. Despite progress in forest foliar trait mapping from imaging spectroscopy, there is a need to build environment-specific, spectra-trait models trained from tree-level measurements to improve the accuracy of local trait maps. We mapped 12 foliar functional traits in a mixed temperate forest using airborne imaging spectroscopy. Top-of-canopy foliar samples from tree crowns (n = 166), representing a total of 16 species, were collected using a drone platform to measure foliar traits for individual trees, from which tree-level crown spectra were also determined. Partial least squares regression (PLSR) models were used to predict foliar traits from tree-level reflectance spectra (400-2400 nm). These models predicted leaf mass per area (LMA), specific leaf area (SLA) and equivalent water thickness (EWT) with high accuracy (R2 > 0.8, %RMSE < 15). Models for pigment, nitrogen and cellulose concentrations showed a moderate performance (R2 = 0.53–0.68, %RMSE = 17.24–21.31). Poorest performance was observed for lignin, carbon, leaf dry mass content (LDMC) and hemicellulose (R2 = 0.24–0.44, %RMSE = 20.67–26.13). High-resolution (1.25 m pixel-1) foliar trait maps were produced for the entire 16-km2 study area. Our study adds to the extensive research aiming to use remote sensing to monitor forest functional trait biodiversity at larger scales and provides models that capture intraspecific variation across many tree species from a mixed temperate forest in eastern Canada.

L'évolution adaptative contribue probablement à l'adaptation des populations à des changements environnementaux rapides, l'observation empirique de nombreux cas d'évolution rapide dans les populations naturelles suivant de forts changements environnementaux abondant en ce sens. Dans cette thèse, je me suis concentrée sur l'estimation du potentiel évolutif d'une population naturelle de hêtre commun (Fagus sylvatica), une espèce à long cycle de vie, subissant des stress hydriques chroniques. Je considère ici une définition du potentiel évolutif dans le sens strict de la capacité d'une population à évoluer ; c'est donc un paramètre directement lié au taux d'évolution futur de la population considérée. Cette thèse a pour but d'apporter des éléments manquants concernant l'étude de l'adaptation chez les arbres, le rôle de l'évolution adaptative dans la capacité des arbres à composer avec les changements environnementaux futurs étant encore largement méconnu.La population étudiée montre un potentiel évolutif important, imputable à divers traits (principalement la phénologie du débourrement végétatif, et le Delta13C) qui présentent une diversité génétique élevée, sont soumis à une forte pression de sélection, et contribuent significativement à la valeur adaptative. Cette thèse appuie donc l'hypothèse selon laquelle l'évolution adaptative jouera un rôle important dans l'adaptation des arbres aux changements environnementaux futurs. Le rôle de la dispersion demeure incertain du fait d'une dispersion du pollen et des graines restreinte, mais également d'indices d'évènements de dispersion à longue distances favorisés par la présence de mortalité densité dépendante. / Adaptive evolution may promote populations' adaptation to rapid environmental changes which is sustained by recurrent empirical demonstrations of rapid adaptive evolution in the wild consecutively to strong environmental changes. In this PhD, I focused on the estimation of the in-situ evolutionary potential of a wild European beech (Fagus sylvatica) population, a long-lived tree species, undergoing chronic water stresses. I here considered the evolutionary potential in the strict sense of “evolvability” i.e. the ability of population to evolve; this parameter is thus directly linked to the rate of future adaptive evolution. This PhD aimed to fill a gap in tree adaptation studies, the role of adaptive evolution in tree populations' ability to cope with future environmental changes remaining largely unresolved.The studied a population displayed a high evolutionary potential because of a strong in-natura genetic variability of some traits and the relevance of these traits in trees adaptation, this PhD support the hypothesis that adaptive evolution is likely to play a key role in trees adaptation to future environmental changes. The role of dispersal remains unclear with apparently very restricted seed and pollen dispersal but also clues of long dispersal events promoted by the occurrence of density-dependent mortality.