Lors d’une blessure chez l’épinette blanche, le facteur de transcription MYB14 et certains gènes de la voie de biosynthèse des isoprénoïdes (voie MVA) sont surexprimés. De plus, des plantules d’épinette blanche transgéniques surexprimant le gène PtMYB14 accumulent elles aussi des transcrits de gènes faisant partie de la voie MVA. Ainsi, MYB14 pourrait être un régulateur transcriptionnel potentiel de cette voie métabolique (Bedon et al. 2010). Ce mémoire cible la régulation potentielle du gène de la 3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA synthétase (HMGS), une enzyme de la voie MVA, par MYB14. Nous avons 1) isolé et caractérisé la région promotrice de Hmgs, 2) testé si MYB14 se lie directement au site découvert dans ce promoteur et 3) vérifié si MYB14 peut influencer positivement la transcription de Hmgs. Ce projet de maîtrise a permis de découvrir une nouvelle fonction pour un facteur de transcription de la famille des R2R3-MYB soit la régulation de la voie de biosynthèse des isoprénoïdes.

Au cours des dernières décennies, l'approvisionnement en bois des forêts naturelles a considérablement diminué, tandis que la production des forêts de plantation a augmenté régulièrement dans le monde entier. Au Canada, la concurrence s'est accrue sur les plantations de conifères à croissance rapide, tout en causant une diminution du bois de haute qualité. Par conséquent, une connaissance approfondie des facteurs tels que les caractéristiques importantes du bois et leurs aspects génétiques affectant les propriétés du bois peut nous conduire à produire du bois de haute qualité requis par différentes industries du bois. Les principaux objectifs de cette recherche sont (i) d'estimer le phénotype quantitatif et les paramètres génétiques sur les traits de croissance du bois et les propriétés de flexion, tels que l'héritabilité génétique, les corrélations et le gain pour l'épinette blanche, (ii) de modéliser la variation radiale des propriétés de flexion de petits échantillons clairs, (iii) de mesurer l'efficacité de la prédiction des outils de vitesse acoustique sur le module d'élasticité. Pour les fins de cette recherche, des carottes de bois et des échantillons de bois massif ont été prélevés sur 289 arbres provenant de 38 familles poly-croisées d'un test provenance-descendance répété sur deux sites (Valcartier et Normandin) de la province de Québec. À l'aide du système SilviScan™, des profils moelle à écorce à haute résolution ont été obtenus (à partir de carottes de bois, ce qui a permis d'extraire un certain nombre de caractéristiques du bois différentes telles que la densité, l'angle des microfibrilles) et la largeur des cernes. Alors que la rigidité et la résistance à la flexion (c'est-à-dire MOE et MOR) ont été estimées sur la base d'échantillons de bois massif. La hauteur de l'arbre, le diamètre à hauteur de poitrine (DHP) et la vitesse acoustique ont également été obtenus sur l'arbre sur pied. Dans le premier chapitre, nous avons mis en évidence les estimations d'héritabilité modérée à élevée pour la rigidité et la résistance à la flexion, la hauteur, le DBH et la densité du bois. Le MOE s'est révélé avoir le gain génétique le plus élevé que tous les autres caractères. De plus, selon les scénarios de sélection multi-caractères, la sélection des propriétés de flexion du bois au moyen de la vitesse acoustique et de la densité du bois était la méthode efficace qui peut être combinée dans les programmes opérationnels de sélection de l'épinette blanche pour améliorer simultanément les gains génétiques pour la croissance et les propriétés de flexion du bois. Dans le deuxième chapitre, nous avons développé des modèles décrivant la variation moelle-écorce de MOE et MOR mesurés sur de petits échantillons sans défauts obtenus à partir des mêmes deux essais de descendance d'épinette blanche de 38 familles poly-croisées. Dans un premier temps, les effets de l'âge cambial et de la largeur des cernes annuels sur le MOE et le MOR ont été modélisés. Ensuite, la variation génétique et l'héritabilité des résidus de notre modèle de prédiction des propriétés de flexion ont été quantifiées. Les résultats confirment l'effet de détérioration du bois juvénile sur le MOE et le MOR, tandis qu'une valeur élevée et plus stable des propriétés de flexion sera atteinte après l'âge cambial de 15 ans. De plus, l'effet du nombre d'anneaux par échantillon a révélé qu'un nombre élevé d'anneaux par centimètre cube introduit une valeur élevée du MOE et en particulier du MOR. L'héritabilité du MOE et du MOR était modérée à élevée pour le site Normandin, alors qu'une faible héritabilité a été estimée pour le site Valcartier. La performance du modèle développé pour le MOE était prometteuse, tandis que le modèle MOR était moins intéressant, particulièrement au site Normandin qui pourrait s'expliquer par le fait qu'un petit échantillon sans défaut qui pourrait ne pas être suffisamment représentatif de la résistance de l'arbre sur pied. Dans l'ensemble, le modèle a confirmé un effet des variables d'arbre et de site sur les deux propriétés de flexion. Enfin, dans le troisième chapitre, nous avons étudié l'efficacité de la vitesse acoustique pour prédire le MOE moyen au niveau individuel et familial. Nous avons également étudié l'effet du site de plantation pour savoir si cet effet était significatif. D'après les résultats, des corrélations modérées (R2 = 0,34 à 0,42) et fortes (R2 = 0,57 à 0,60) entre MOEdGD, MOEdRH et le MOE statique (MOEs), respectivement au niveau individuel et familial, ont été obtenues au site de plantation Normandin. Il a été révélé que MOEdRH permet une meilleure prédiction de la rigidité dans les deux sites. De plus, la matrice de corrélation de Pearson a également confirmé une forte corrélation dans le site de plantation Normandin entre les MOE et MOEdRH, r = 0,65 et r = 0,77 estimés en fonction du niveau individuel et familial, respectivement, à un intervalle de confiance de 95. La recherche actuelle aidera à mettre en œuvre efficacement les caractéristiques de qualité du bois dans les programmes de sélection des arbres et à aider les sélectionneurs à produire à l'avenir des produits à valeur ajoutée de haute qualité à partir du bois d'épinette blanche cultivé en plantation. / In recent decades, wood supply from natural forests has declined considerably, while the production from plantation forests has increased steadily worldwide. In Canada, however, intensive forestry plantations for fast-growing conifers, lead to a decrease in high-quality lumber. Consequently, deep knowledge is needed to understand wood traits influencing lumber quality, and the genetic control of those wood traits for selection and breeding in order to produce high-quality timber from future plantations. The main objectives of this research are to (i) estimate requisite genetic parameters, such as genetic heritability, correlations, and gain, (ii) profile the flexural properties based on the radial variation on small clear samples, (iii) prediction efficiency of acoustic velocity tools on the modulus of elasticity. For the purpose of this research, wood cores and solid wood samples were collected from 289 trees originating from 38 poly-cross families of a provenance-progeny test repeated on 2 sites (Valcartier and Normandin) in the province of Québec. Using the SilviScan™ system, high-resolution pith-to-bark profiles were obtained from increment cores, from which wood density, microfibril angles (MFA), and ring width were measured. Tree height, diameter at breast height (DBH), and acoustic velocity were also obtained on the standing tree. Finally, flexural stiffness and strength (i.e. MOE and MOR) were estimated based on solid wood samples. In the first chapter, we have highlighted moderate to high heritability estimates for flexural stiffness and strength, height, DBH, and wood density. MOE was revealed to have the highest genetic gain. Further, according to multi-trait selection scenarios, selection for wood flexural properties by means of acoustic velocity and wood density was an efficient method that can be combined in operational white spruce breeding programs to improve simultaneously genetic gains for growth and wood flexural properties. In the second chapter, we developed models describing the pith-to-bark variation of MOE and MOR measured on small defect-free samples obtained from the same two white spruce progeny trials of 38 poly-cross families. In the first step, the effects of cambial age and annual ring width on MOE and MOR were modeled. Then, the genetic variation and heritability of the residuals of our prediction model for flexural properties were quantified. The results confirm the deteriorating effect of juvenile wood on MOE and MOR, while the high and more stable value of flexural properties will be achieved after the cambial age of 15. Furthermore, the effect of ring number per sample revealed a high number of rings per centimeter cube introducing a high value of MOE and especially on MOR. The heritability of MOE and MOR were moderate to high for site Normandin, while low heritability was estimated for site Valcartier. The model performance developed on MOE was promising, while the MOR model was less interesting, especially at site Normandin which could be explained by the use of a small defect-free sample that may not be sufficiently representative of the standing tree strength. Overall, the model confirmed an effect of both tree and site variables on both flexural properties. Finally, in the third chapter, we investigated the efficiency of acoustic velocity to predict the mean individual and family-level MOE. We also investigated the plantation site effect to understand if there is any significant effect. According to the results, moderate correlations (R² = 0.34 to 0.42) and strong correlations (R² = 0.57 to 0.60) between (MOE[subscript dGD]), (MOE[subscript dRH]) and static MOE (MOEₛ), based on individual and family level, respectively, were obtained at plantation site Normandin. It was revealed that (MOE[subscript dRH]) allows a better prediction of stiffness in both sites. Further, the Pearson correlation matrix also confirmed a strong correlation in plantation site Normandin between MOEs and MOE[subscript dRH], r= 0.65 and r=0.77 estimated based on individual and family level, respectively, at 95% confidence interval. The current research will help to effectively implement wood quality traits into tree breeding programs and to assist the breeders in the production of high-quality value-added products from plantation-grown white spruce wood in the future.

Les plants d'épinette blanche (Picea glauca (Moench) Voss) de fortes dimensions cultivés au Québec présentent fréquemment un développement racinaire insuffi₁sant (taux de rejet -14 %). Deux dispositifs expérimentaux ont été installés en pépinière pour évaluer l'effet des propriétés physico-chimiques de douze différents substrats sur le développement, la nutrition minérale et la capacité photosynthétique des plants. Les meilleures croissances des racines et des parties aériennes ont été observées chez les substrats dont le coefficient de diffusivité relative des gaz variait entre 0,005 et 0,015 [formule, voir le PDF] et dont la masse volumique apparente sèche se situait entre 0,10 et 0,11 g/cm3 . De plus, des relations significatives ont été observées entre la croissance et le pH, la capacité d'échange cationique et la concentration en magnésium, laquelle fut plus élevée dans les substrats qui contenaient de la vermiculite. Les propriétés du substrat ont également eu un effet significatif sur la masse des nouvelles racines produites lors du test de capacité de croissance des racines réalisé en conditions contrôlées.

Réalisé en collaboration avec Arkéos Inc. / Ce projet de recherche tente de mieux comprendre le phénomène des supports sur plaquette en quartzite du site ElFs-010 situé en Jamésie. Aucun travail de cette ampleur n’avait encore été réalisé sur ce type d’outil. Il y avait donc un vide à combler. Afin de répondre le plus adéquatement possible à cette problématique, nous avons divisé notre travail en trois objectifs. Dans un premier temps, déterminer si les plaquettes en quartzite sont le produit d’une technologie lithique ou bien d’un processus géologique naturel. En second lieu, démontrer si nous sommes en présence d’un épiphénomène propre au site ElFs-010. Finalement, définir si une période chronologique correspond à cette industrie. Les résultats de nos recherches nous démontrent que les supports sur plaquette en quartzite du site ElFs-010 se retrouvent naturellement sur le talus d’effondrement de la Colline Blanche. Leur faible épaisseur moyenne ainsi que leurs pans abrupts ont sans doute été les facteurs qui ont le plus influencé leur sélection. En nous basant sur ces deux caractéristiques, nous suggérons qu’ils auraient pu être utilisés comme des lames interchangeables ou bien des burins. Nous avons recensé 33 sites jamésiens qui comportaient au moins un fragment de plaquette en quartzite. Malgré quelques indices archéologiques, il est encore trop tôt pour affirmer que cette industrie est diagnostique d’un groupe culturel jamésien. Les données chronologiques suggèrent que cette industrie a connu un essor vers 1300 ans A.A. De plus, il semble que les régions géographiques que nous avons attribuées aux sites correspondent à des séquences culturelles bien définies. Finalement, nos hypothèses portent sur des recherches futures concernant un ensemble d’événements qui, tout comme les supports sur plaquette en quartzite, sont révélateurs de changements dans le mode de vie des groupes préhistoriques de la Jamésie. Mots-clés : Archéologie, Jamésie, ElFs-010, Colline Blanche, plaquette en quartzite, technologie lithique. / This research project seeks to better understand the phenomenon of tabular quartzite tools from the archeological site Elfs-010. No detailed work had yet been carried out on this type of tool, leaving a void to fill. To respond as adequately as possible to this problem, we focused our work on three main objectives. First, determine if tabular pieces of quartzite were the product of a particular lithic technology or of a natural geological process. Second, evaluate whether we are dealing with a unique phenomenon that is specific to site Elfs-010. Third, and finally, define if a specific time period corresponds to this industry. The results of our research show that tabular pieces of quartzite from site Elfs-010 occur naturally on the talus slope of the Colline Blanche. Their low average thickness and their steep sides were probably the factors that most influenced their selection. Based on these two characteristics, we suggest they could be used interchangeably as blades or burins. We identified 33 Jamesian sites that had at least one fragment of tabular quartzite. Despite some archaeological evidence, it is still too early to say that this industry is diagnostic of a Jamesian cultural group. Our chronological data suggest that this industry flourished around 1300 years BP. In addition, it appears that the geographic areas that we have attributed to the sites correspond to culturally well-defined sequences. Finally, our proposed hypotheses for future research concern the events that took place around 1300 years BP and which, like the tabular pieces of quartzite, are indicative of changes in the lifestyle of prehistoric groups of the James Bay region. Keywords: Archaeology, James Bay, ElFs-010, Colline Blanche, tabular pieces, quartzite, lithic technology.

Ce projet de recherche tente de mieux comprendre le phénomène des supports sur plaquette en quartzite du site ElFs-010 situé en Jamésie. Aucun travail de cette ampleur n’avait encore été réalisé sur ce type d’outil. Il y avait donc un vide à combler. Afin de répondre le plus adéquatement possible à cette problématique, nous avons divisé notre travail en trois objectifs. Dans un premier temps, déterminer si les plaquettes en quartzite sont le produit d’une technologie lithique ou bien d’un processus géologique naturel. En second lieu, démontrer si nous sommes en présence d’un épiphénomène propre au site ElFs-010. Finalement, définir si une période chronologique correspond à cette industrie. Les résultats de nos recherches nous démontrent que les supports sur plaquette en quartzite du site ElFs-010 se retrouvent naturellement sur le talus d’effondrement de la Colline Blanche. Leur faible épaisseur moyenne ainsi que leurs pans abrupts ont sans doute été les facteurs qui ont le plus influencé leur sélection. En nous basant sur ces deux caractéristiques, nous suggérons qu’ils auraient pu être utilisés comme des lames interchangeables ou bien des burins. Nous avons recensé 33 sites jamésiens qui comportaient au moins un fragment de plaquette en quartzite. Malgré quelques indices archéologiques, il est encore trop tôt pour affirmer que cette industrie est diagnostique d’un groupe culturel jamésien. Les données chronologiques suggèrent que cette industrie a connu un essor vers 1300 ans A.A. De plus, il semble que les régions géographiques que nous avons attribuées aux sites correspondent à des séquences culturelles bien définies. Finalement, nos hypothèses portent sur des recherches futures concernant un ensemble d’événements qui, tout comme les supports sur plaquette en quartzite, sont révélateurs de changements dans le mode de vie des groupes préhistoriques de la Jamésie. Mots-clés : Archéologie, Jamésie, ElFs-010, Colline Blanche, plaquette en quartzite, technologie lithique. / This research project seeks to better understand the phenomenon of tabular quartzite tools from the archeological site Elfs-010. No detailed work had yet been carried out on this type of tool, leaving a void to fill. To respond as adequately as possible to this problem, we focused our work on three main objectives. First, determine if tabular pieces of quartzite were the product of a particular lithic technology or of a natural geological process. Second, evaluate whether we are dealing with a unique phenomenon that is specific to site Elfs-010. Third, and finally, define if a specific time period corresponds to this industry. The results of our research show that tabular pieces of quartzite from site Elfs-010 occur naturally on the talus slope of the Colline Blanche. Their low average thickness and their steep sides were probably the factors that most influenced their selection. Based on these two characteristics, we suggest they could be used interchangeably as blades or burins. We identified 33 Jamesian sites that had at least one fragment of tabular quartzite. Despite some archaeological evidence, it is still too early to say that this industry is diagnostic of a Jamesian cultural group. Our chronological data suggest that this industry flourished around 1300 years BP. In addition, it appears that the geographic areas that we have attributed to the sites correspond to culturally well-defined sequences. Finally, our proposed hypotheses for future research concern the events that took place around 1300 years BP and which, like the tabular pieces of quartzite, are indicative of changes in the lifestyle of prehistoric groups of the James Bay region. Keywords: Archaeology, James Bay, ElFs-010, Colline Blanche, tabular pieces, quartzite, lithic technology. / Réalisé en collaboration avec Arkéos Inc.

Les calcaires du Crétacé inférieur de la "Falaise de BLANCHE" affleurent sur une grande partie du territoire libanais. Ils apparaissent dans le paysage sous forme d'escarpements linéaires saillants constituant autant de points d'ancrage remarquables pour tout recalage stratigraphique. Toutefois, jusqu'à très récemment, cette unité était piètrement caractérisée : il lui manquait notamment une définition rigoureuse. Nous introduisons ici l'Étage régional Jezzinien, dont la localité-type est sise à Jezzine. Il s'agit également d'une unité stratigraphique particulière, une « unconformity-bounded unit", une unité qui, par définition, est encadrée par deux discontinuités. Le nouvel étage régional couvre deux séquences. Le canevas lithostratigraphique étant clairement redéfini, nous avons pu étudier les associations micropaléontologiques, constituées essentiellement de foraminifères benthiques et d'algues calcaires, associations dorénavant relativement bien contraintes du point de vue de leur âge. Typiquement sud-téthysiennes, elles facilitent les corrélations holostratigraphiques à haute résolution avec la région du Golfe persique, sur le côté oriental de la Plaque arabique. L'intervalle Jezzinien correspond ainsi à la partie supérieure de l'Étage Régional Kharaïbien (aussi connu comme unité réservoir "Thamama II" dans l'industrie pétrolière). À son tour, le Jezzinien est indirectement corrélé avec les unités stratigraphiques urgoniennes nord-téthysiennes où il correspond à un intervalle relativement court comprenant la limite des étages standards (internationaux) Barrémien et Bédoulien. Les associations macropaléontologiques reconnues dans le Jezzinien (échinides) et au-dessus de cette unité (ammonites) viennent à l'appui de notre datation micropaléontologique ou tout au moins ne la contredisent pas. / The "Falaise de Blanche" is a prominent cliff consisting mostly of Lower Cretaceous limestones that extends as linear outcrops over most of the Lebanese territory and provides geologists a remarkable reference for stratigraphic studies. However, until now, this unit was lacking a clear definition. We introduce herein the Jezzinian Regional Stage, the type-locality of which is at Jezzine. It is an unconformity-bounded unit and, per definition, it is framed by two discontinuities. The new regional stage implicitly spans two sequences. The lithostratigraphic framework having been properly redefined, we were able to investigate time-constrained micropaleontological assemblages consisting mostly of benthic foraminifers and calcareous algae. Typically Southern Tethysian, these assemblages contribute to high-resolution, holostratigraphic correlations with the Persian Gulf area on the eastern part of the Arabian Plate. The Jezzinian interval correlates with the upper part of the Kharaibian Regional Stage (also known as the "Thamama II" reservoir unit in the oil industry). The Jezzinian is also indirectly correlated with the Northern Tethysian Urgonian stratigraphic units where it corresponds to a rather short interval encompassing the standard Barremian - Bedoulian stage boundary.Locally the upper discontinuity is associated with a significant intra-Bedoulian hiatus. The macrofossil assemblages found in the Jezzinian (echinids) and above it (ammonites) support, or at least do not contradict, our micropaleontological dating.

Picea glauca (Moench) Voss (l’épinette blanche) est l’un des principaux hôtes de la tordeuse des bourgeons de l’épinette (TBE), le défoliateur épidémique le plus dommageable de l’est du Canada qui est à l’origine de la mortalité d’arbres et de pertes économiques d’envergure considérables. Un mécanisme constitutif de résistance contre la TBE a récemment été découvert. Dans la présente thèse, nous avons étudié ce mécanisme basé sur l’accumulation foliaire du picéol et du pungénol, deux acétophénones découlant de la surexpression du gène Pgglu-1. Ces trois facteurs sont désignés comme étant des «biomarqueurs de résistance». Nous avons aussi étudié la picéine, un acétophénone glycosilé qui est le précurseur du picéol, et l’ensemble des quatre facteurssont désignés «biomarqueurs de défense». La première partie de la thèse présente une approche de génétique quantitative s’appuyant sur l’analyse de 874 arbres représentant 33 familles et 71 lignées clonales répartis dans sept emplacements de l’est du Canada. Nos objectifs étaient : i) de déterminer le contrôle génétique des biomarqueurs de défense, ii) d’estimer les corrélations génétiques et phénotypiques entre les quatre traits de défense, iii) d’évaluer la présence de compromis entre les biomarqueurs de défense et la croissance primaire. Nous avons conclu que l’héritabilité au sens strict du picéol, du pungénol et de l’expression du gène Pgglu-1 était modérée (0,55, 0,50 et 0,58 respectivement), et obtenu des estimés un peu plus élevées pour l’héritabilité au sens large du picéol et du pungénol (0,66 et 0,60 respectivement), ce qui indique que ces traits de résistance sont soumis à un contrôle génétique additif. Les traits de résistance et la croissance montrent des corrélations génétiques positives (de 0,14 à 0,30), ce qui suggère que le mécanisme de résistance n’entraine pas un effet négatif sur la croissance de l’épinette blanche. Dans la deuxième partie de la thèse, nous avons étudié l’interaction insecte-hôte en menant des essais d’élevage d’insectes sur différents clones d’épinettes blanches. Nos objectifs étaient iv) de caractériser la variation développementale des acétophénones de défense, v) d’évaluer l’influence du stade phénologique de l’hôte sur le niveau de résistance indiqué par la performance biologique de la TBE et vi) de déterminer si les traits de résistance sont inductibles. Nous concluons que la variation des acétophénones dépend du phénotype de résistance de l’arbre, et que l’efficacité des traits de résistance dépend du synchronisme entre le Piceaglauca et l’alimentation des insectes. Finalement, nous avons démontré que ce mécanisme de résistance peut être inductible. / Picea glauca (Moench) Voss (white spruce) is one of the main hosts of the spruce budworm (SBW), anepidemic defoliator that is the most damaging in forests of eastern North America causing tree mortality and large economic losses. A constitutive resistance mechanism against the SBW was recently discovered. In this thesis, we studied this mechanism based on the foliar accumulation of aglycon acetophenones ̶piceol and pungenol ̶resulting from the expression of the Pgglu-1gene; and we refer to them as resistance biomarkers. Picein, the glycoside precursor of piceol was also investigated and we refer to all four traits togetheras defense biomarkers. The first part of this thesis presents a quantitative genetic study, which analysed 874 trees representing 33 full-sib families and 71 clonal lines from seven field locations in Eastern Canada. The goals were to i) determine the genetic control of the defense biomarkers, ii) estimate the genetic and phenotypic correlations among the four defensive traits and growth, and iii) evaluate the occurrence of trade-offs between the defense biomarkers and primary growth. Narrowsense heritability of piceol, pungenol and Pgglu-1 gene expression was moderate (0.55, 0.50 and 0.58, respectively). Slightly higher broad sense heritability estimates were obtained for acetophenones (0.66 and 0.60 respectively), indicating that additive genetic effects playa major role in these resistance biomarkers. Positive genetic correlations were found between the resistance traits and growth (from 0.14 to 0.30), suggesting that the resistance mechanism does not compromise growth in white spruce. In the second partof the thesis, we studied the insect-host interaction by use of insect rearing trials in severalwhite spruce clones. Our objectives were to iv) characterize the developmental and phenological variation of the defense acetophenones, v) evaluate the impact of the matched and delayed host phenology windows on the biological performance of the SBW, and vi) assess the inducibility potential of the resistance traits. Weshow that there are considerable variations in the acetophenone accumulation profiles between individual trees supporting their classification as Resistant (R) and Non-Resistant (NR); that the efficiency of the resistance traits is influenced by the synchronization between the P. glauca phenology and the insect feeding. Finally, we show that the resistance mechanism can be inducible.

La forêt boréale fermée au Québec est subdivisée en deux zones de végétation, soit la sapinière à bouleau blanc et la pessière à mousses, respectivement situées au sud et au nord de 49° N. La limite nordique des sapinières est représentée par des peuplements subalpins isolés au sein de la zone de pessière à mousses. Ces sapinières coexistent dans l'étage subalpin avec des pessières d'épinette blanche. Or, l'épinette blanche est typiquement une espèce compagne dans la zone de la sapinière à bouleau blanc et n'est l'espèce dominante que dans quelques situations biogéographiques particulières. Une approche multidisciplinaire alliant la phylogéographie, l'écologie et la paléoécologie est utilisée afin de déterminer l'origine holocène et la dynamique récente des sapinières et des pessières d'épinette blanche subalpines. Les variations génétiques de l'espèce dans la partie orientale de son aire de répartition a permis d'inférer l'histoire démographique holocène des populations subalpines isolées. Ces populations d'épinette blanche auraient subi un goulot d'étranglement génétique causé par un déclin démographique. Les données écologiques ont montré que les pessières d'épinette blanche et les sapinières subalpines au centre du Québec représentent différents stades successionnels après feu. L'épinette blanche est une espèce pionnière qui colonise rapidement les sites, favorisant ainsi la formation des pessières subalpines. La coexistence des pessières et des sapinières, à la même altitude dans l'étage subalpin au centre du Québec, est redevable à une dynamique successionnelle maintenue par des feux récurrents. L'histoire holocène des feux des sapinières a été reconstituée à l'aide de l'analyse macrofossile des charbons du sol minéral. Le remplacement de la sapinière par la pessière à mousses au nord de 49° N a probablement été causé par un changement du régime de feu amorcé il y a 5000 ans. La même approche paléoécologique montre qu'il n'y a aucune différence quant à l'histoire des feux et à la composition botanique fossile entre les sapinières et les pessières d'épinette blanche. Cette flore subalpine est demeurée inchangée au cours de l'Holocène et est composée des genres Abies, Picea et Betula. L'assemblage fossile peut être interprété comme étant une sapinière à bouleau blanc qui s'est maintenue dans l'étage subalpin depuis au moins 5600 ans cal. BP.

L'imagerie par résonance magnétique de diffusion permet de mesurer l'intensité de la diffusion de l'eau dans plusieurs directions et révèle l'orientation locale des structures biologiques sous-jacentes, notamment l'orientation locale du réseau d'axones du cerveau. Une procédure appelée tractographie a pour objectif d'estimer la structure 3D de ce réseau d'axones à partir de l'information de diffusion. Les algorithmes de tractographie sont généralement contraints dans un sous-ensemble de l'image de diffusion où l'information mesurée est cohérente, par exemple par un masque de la matière blanche. L'algorithme de tractographie termine lorsqu'il atteint la frontière du masque. Quel effet le masque a-t-il sur les résultats produits par l'algorithme de tractographie ? Comment produire des résultats anatomiquement cohérents ? Dans ce mémoire, nous présentons des méthodes utilisant l'information des cartes probabilistes des tissus cérébraux provenant d'une image par résonance magnétique de type anatomique afin de produire une estimation la structure du réseau d'axones. L'objectif est d'estimer la structure 3D de la matière blanche en utilisant des connaissances a priori pour produire des résultats plus précis et cohérents. Notamment, nous proposons une approche reposant sur un filtre à particules pour modéliser la vraisemblance des structures estimées. Les résultats des méthodes développées sont comparés à d'autres méthodes sur des données synthétiques, sur des données cérébrales saines et sur des données cérébrales cliniques avec tumeurs cérébrales.

Ce mémoire porte sur la segmentation des fibres de la matière blanche et sur le développement d'outils visuels permettant d'interagir avec les résultats. Pour y parvenir, une métrique innovatrice permettant de quantifier la différence entre deux fibres de la matière blanche est créée. Cette mesure fait appel à des notions de multirésolution, de courbure, de torsion afin de caractériser la forme géométrique d'une fibre. Elle regroupe également des mesures plus simples telles la distance du cosinus, la distance euclidienne entre les centres de masse et la différence des longueurs d'arc pour capter respectivement l'orientation, la translation et la taille d'une fibre. Ensuite, une nouvelle technique de segmentation permettant de gérer des quantités importantes de données est développée. Finalement, ces nouvelles méthodes sont validées sur différents jeux de données.