Titre de l'écran-titre (visionné le 26 avril 2023) / Étant l'une des provinces possédant la plus grande superficie forestière au Canada, le Québec fait l'objet de nombreux projets forestiers visant à lutter contre les changements climatiques. Cependant, de nombreuses études suggèrent que la non prise en compte des changements de l'albédo de surface en foresterie peut entraîner des erreurs importantes dans les évaluations d'impact climatique et conduire à l'approbation de projets ayant des effets contre-productifs sur le climat. De plus, l'albédo de surface peut être fortement influencé par la présence de neige au sol, ce qui augmente encore plus l'incertitude liée à la non prise en compte de l'albédo dans les régions boréales comme le Québec. Cependant, les évaluations de l'impact climatique de la plupart des projets forestiers sont actuellement basées sur la seule étude des flux de gaz à effet de serre (GES). Cette étude visait à évaluer la pertinence de considérer les changements d'albédo de surface dans les évaluations d'impact climatique de l'aménagement forestier au Québec, en comparant l'effet climatique d'un changement d'albédo de surface à celui des flux de CO₂ et en calculant leur effet combiné pour différents scénarios d'aménagement forestier. Nous avons utilisé le territoire du massif du lac Jacques-Cartier (région écologique 5e), dans le sous-domaine bioclimatique boréal de la sapinière à bouleau blanc de l'Est, comme zone d'étude pour développer des modèles statistiques permettant d'estimer l'albédo de surface de peuplements monospécifiques pour les espèces les plus communes dans la région, à savoir l'épinette noire (Picea mariana, Mill.,Britton, Sterns & Poggenb.,1888), le sapin baumier (Abies balsamea, (L.) Mill., 1768) et le bouleau blanc (Betula papyrifera, Marshall 1785), en utilisant des caractéristiques forestières et météorologiques. Nous avons ensuite simulé les changements de l'albédo de surface (à l'aide de nos modèles statistiques) et des flux de carbone (à l'aide du Modèle du bilan du carbone du secteur forestier canadien, CBM-CFS3) pour différents scénarios, dont : (i) le boisement de terres auparavant non boisées, et (ii) l'aménagement des peuplements existants pour l'approvisionnement en bois par la coupe totale et la régénération. Nous avons observé que l'augmentation de l'albédo après une coupe totale a le potentiel de contrebalancer une grande partie de l'effet de réchauffement des émissions post-coupe, ce qui suggère que l'utilisation des coupes totales pour l'approvisionnement en bois pourrait fournir des avantages climatiques supplémentaires pour lutter contre les changements climatiques. Nous avons également observé que l'effet de réchauffement dû à la diminution d'albédo de surface observée après le boisement de zones non boisées a le potentiel de compenser en grande partie l'effet de refroidissement produit par la séquestration du carbone causée par la croissance du nouveau peuplement. Cela suggère que les projets de boisement sur des terres naturellement non boisées pourraient ne pas être en mesure de produire un effet de refroidissement climatique aussi important qu'anticipé pour les régions boréales. Ces observations plaident en faveur de l'intégration de l'albédo de surface dans les méthodes d'évaluation d'impact climatique afin d'accroître leur justesse et leur niveau de complétude, et ainsi augmenter les chances que les objectifs en matière de lutte contre le changement climatique soient atteints. / As one of the provinces with the largest forest area in Canada, Quebec is subject to numerous forestry projects aimed at fighting climate change. However, numerous studies suggest that failure to account for surface albedo in forestry can lead to important errors in climate impact assessments and result in the approval of projects with counterproductive effects on climate. Moreover, surface albedo can be strongly influenced by the presence of snow on the ground, which further increases the uncertainty due to the non-accounting of albedo in boreal regions such as Quebec. However, climate impact assessments of forestry projects are still based on the sole study of greenhouse gas (GHG) fluxes. In this study, we aimed to evaluate the relevance of considering surface albedo changes in climate impact assessments of Quebec's forest management practices, by comparing the climatic effect of surface albedo change with that of CO₂ fluxes and by calculating their combined effect for different forest scenarios. We used the territory of Lake Jacques-Cartier Massif (ecoregion 5e) in the Eastern balsam fir-white birch boreal bioclimatic subdomain as a study area to develop statistical models to estimate the surface albedo of monospecific stands for the most common species in the region, namely black spruce (Picea mariana, Mill.,Britton, Sterns & Poggenb.,1888), balsam fir (Abies balsamea, (L.) Mill., 1768), and white birch (Betula papyrifera, Marshall 1785), using forest and weather characteristics. We then simulated changes in surface albedo (using our statistical models) and carbon fluxes (using the Carbon Budget Model of the Canadian Forest Sector, CBM-CFS3) for different forest management scenarios, including: (i) afforestation of previously non-forested land, and (ii) management of existing stands for wood supply through clearcutting and regeneration. We observed that the increase in surface albedo after clearcutting has the potential to counteract much of the warming effect of post-cutting CO₂ emissions, suggesting that the use of clearcuts for wood supply and production could provide additional climate benefits. We also observed that the warming effect due to the loss of albedo observed after afforestation of a non-forested area has the potential to offset most of the cooling effect produced by the carbon sequestration of the forest. This suggests that afforestation projects on naturally non-forested land may not be able to produce a cooling effect as large as expected. These observations support the integration of surface albedo in climate impact assessment methods to ensure that the estimations are correct and that objectives in terms of the fight against climate change are met.

Titre de l'écran-titre (visionné le 25 septembre 2023) / Le rôle des forêts dans la réalisation des réductions d'émissions de gaz à effet de serre (GES) prévues à l'échelle planétaire pourrait être substantiel. Comprendre le rôle du secteur forestier va devenir d'autant plus important que la demande en bois risque d'être toujours plus soutenue dans le futur. Il existe cependant un grand degré d'incertitude quant à la stratégie sectorielle à mettre en œuvre pour maximiser les réductions de GES : faut-il chercher à maximiser la production de bois (c'est-à-dire à augmenter les niveaux de récolte) ou gérer les écosystèmes sous un régime de protection (c'est-à-dire diminuer les niveaux de récolte) ? L'incertitude augmente en raison des impacts potentiels des changements climatiques sur la capacité des écosystèmes à stocker du carbone et à répondre aux besoins en bois des marchés. Les actions d'atténuation du secteur forestier ne se limitent cependant pas aux forêts. Il est aussi nécessaire de considérer les émissions de GES issues de la décomposition des produits du bois et l'utilisation de ces produits en remplacement de matériaux et sources d'énergie à plus forte empreinte carbone. Une sélection non exhaustive ne peut conduire qu'à des conclusions partielles qui pourraient s'avérer contreproductives dans la lutte contre les changements climatiques. L'objectif de cette thèse est donc d'évaluer le potentiel d'atténuation du secteur forestier québécois, en identifiant les obstacles à éviter et les opportunités à saisir, afin de développer une stratégie sectorielle efficace dans la lutte contre les changements climatiques. Les résultats de cette thèse suggèrent que, de l'échelle du peuplement à l'échelle de la province, les stratégies d'aménagement basées sur l'augmentation du volume de bois récolté n'apportent généralement pas de bénéfices climatiques, contrairement à celles qui visent à réduire le volume récolté par rapport à la stratégie de référence. La perte de carbone dans les écosystèmes forestiers, due à une augmentation des superficies récoltées, couplée à une augmentation des émissions de GES des produits n'est pas compensée par des effets de substitution trop faibles et incertains. Ces conclusions s'appliquent autant à moyen (2050) qu'à long terme (2100), et avec ou sans prise en compte de l'impact des changements climatiques sur les écosystèmes forestiers. Cette conclusion est d'ailleurs exacerbée lorsque les analyses ne sont plus faites en dioxyde de carbone équivalent, mais selon le forçage radiatif des émissions, donc avec une meilleure prise en compte de la temporalité des émissions de GES et de leur pouvoir réchauffant. Cependant, ces travaux démontrent aussi que les deux grands types de stratégies d'aménagement forestier peuvent coexister pour maximiser le potentiel d'atténuation du secteur forestier provincial. Tout d'abord, car certains peuplements forestiers pourraient bénéficier des perturbations pour redynamiser leur productivité. La nécessité de considérer les caractéristiques initiales des peuplements et l'impact d'une perturbation sur leurs dynamiques est donc primordiale. D'autre part, l'augmentation du volume de bois récolté pourrait apporter un bénéfice climatique si une meilleure substitution moyenne pouvait être atteinte et/ou une meilleure gestion des émissions, notamment de méthane, engendrées par la fin de vie des produits du bois était mise en place. Ces effets permettraient donc une coexistence des deux grands types d'aménagement par rapport à la stratégie de référence. Une stratégie de réduction de la récolte n'est pas exempte de toute incertitude. C'est un risque de saturation de la séquestration des écosystèmes, mais aussi un risque pour des stocks de carbone sensibles à l'augmentation des perturbations naturelles. De plus, les risques de fuite sont importants. Le bois non récolté sera selon toute vraisemblance compensé par une récolte accrue dans d'autres juridictions pour satisfaire la demande en ressource biosourcée. Il apparait donc que ni une stratégie basée seulement sur la réduction et encore moins sur l'augmentation du volume de bois récolté ne soit une solution idéale. Il est nécessaire de déployer les actions d'atténuation avec un potentiel de réalisation important et qui ne seront dans aucun cas contreproductives dans le futur ; comme le boisement des territoires anthropisés, une gestion améliorée des émissions de fin de vie ou encore un soutien à l'innovation des produits du bois afin d'en augmenter la proportion qui possède une plus longue durée de vie. Dans le même temps, il faut développer les fondements opérationnels d'une optimisation des niveaux de récolte selon les caractéristiques des écosystèmes forestiers. Ce sont des étapes nécessaires pour permettre une prise de décision éclairée et le développement d'une stratégie sectorielle efficace. / The role of forests in achieving global greenhouse gas (GHG) emissions reductions could be substantial. Understanding the role of the forestry sector will become increasingly important as the demand for wood is likely to continue to grow in the future. However, there is a high degree of uncertainty regarding the strategy to implement in order to maximize GHG reductions in the forest sector: should we seek to maximize wood production (i.e., increase harvesting levels) or leave ecosystems unmanaged (i.e., decrease harvesting levels)? Furthermore, the potential effects of climate change on the ability of ecosystems to store carbon and meet the wood demands of markets are causing a rise in uncertainty. Mitigation actions in the forestry sector, however, are not limited to forests. It is also necessary to consider GHG emissions from the decomposition of wood products and the use of these products as replacements for materials and energy sources with a higher carbon footprint. A non-exhaustive selection can only lead to partial conclusions that could prove counterproductive in the fight against climate change. The objective of this thesis is to evaluate the mitigation potential of the Quebec forestry sector by identifying the obstacles to avoid and the opportunities to seize in order to develop an effective strategy in the fight against climate change. The results suggest that, from the forest stand to the provincial scale, management strategies based on increasing the volume of harvested wood generally do not provide climate benefits, unlike those aimed at reducing the volume harvested compared to the reference strategy. The loss of carbon in forest ecosystems due to an increase in harvested areas, coupled with an increase in greenhouse gas emissions from wood products, is not offset by substitution effects that are too low and uncertain. These conclusions apply to both the medium term (2050) and the long term (2100), with or without consideration of the impact of climate change on forest ecosystems. These findings are exacerbated when analyses are conducted using radiative forcing of emissions, rather than just carbon dioxide equivalent, as this approach better accounts for the temporality and warming potential of greenhouse gas emissions. However, these findings also demonstrate that both types of forest management strategies can coexist to maximize the potential for carbon mitigation in the provincial forest sector. Firstly, some forest stands may benefit from disturbances that can reinvigorate their productivity. Therefore, it is crucial to consider the initial characteristics of forest stands and the impact of disturbances on their dynamics. Secondly, increasing the volume of harvested wood could provide a climate benefit if better average substitution and/or management of emissions, particularly methane emissions from wood product end-of-life, were implemented. These effects would allow the coexistence of both types of management strategies compared to the reference strategy. A strategy of reducing harvest is not without uncertainty. There is a risk of saturation of ecosystem carbon sequestration in the long term, as well as a risk to carbon stocks that are sensitive to increased natural disturbances. In addition, the risks of leakage are significant. Unharvested wood will likely be compensated by increased harvesting in other jurisdictions to meet the demand for bio-resources. Therefore, neither a strategy based only on reduction nor one based only on increasing the volume of harvested wood is an ideal solution. It is necessary to deploy mitigation actions with a high potential for implementation that will not be counter productive in the future, such as afforestation of anthropized territories, improved management of end-of-life emissions, or support for innovation in wood products. At the same time, it is necessary to develop the operational foundations for optimizing harvesting levels according to the characteristics of forest ecosystems. These are necessary steps to enable informed decision-making and the development of an effective provincial forest sector strategy.

Le secteur des transports est considéré comme la source principale des émissions des GES au Québec. Le boisement et l'aménagement des écosystèmes routiers existants peuvent jouer un rôle très important dans la séquestration de carbone et la lutte contre les changements climatiques. La présente thèse visait à évaluer le potentiel de boisement des écosystèmes routiers pour la séquestration de carbone et la lutte contre les changements climatiques. Les analyses effectuées dans le cadre de cette thèse ont été réalisées sur des écosystèmes situés à proximité du réseau routier et répartis dans deux domaines bioclimatiques, soient l'érablière à tilleul et l'érablière à caryer cordiforme. Les résultats ont montré que les sites routiers dominés par la végétation arborée et arbustive représentent un réservoir important de carbone. De plus, la présence d'une végétation avec une dispersion fonctionnelle (FDIS) élevée permet d'augmenter le stockage de carbone dans l'écosystème. La mise sous conservation de ces sites permettrait la protection de ces stocks de carbone, alors qu'une plantation sous couvert en accompagnement de la végétation déjà existante permettrait d'augmenter la diversité fonctionnelle de ces sites et donc leur potentiel de séquestration de carbone. Par ailleurs, les résultats de simulation ont suggéré que le boisement des sites anthropisés ou artificialisés pourrait permettre de construire un nouveau couvert forestier et un puits de carbone sur ces sites; cependant, le boisement de terres agricoles abandonnées semble ne procurer que peu de bénéfices, comme la succession naturelle semble pouvoir s'y installer et séquestrer sans intervention humaine des quantités importantes de carbone. Bien que l'inventaire terrain des sites routiers ait montré que leurs sols représentent un réservoir important de carbone, ils sont aussi caractérisés par des propriétés physico-chimiques différentes de celles trouvées en milieu forestier; par exemple, ils sont exposés à des sources de contamination par les métaux lourds et les sels de déglaçage. Cela dit, cet état des sols routiers ne nuit pas à la stabilité physique du carbone dans le sol; il est même possible que la matière organique du sol immobilise ces métaux et inhibe leur lessivage. Finalement, le manque de documentation sur l'évolution de la végétation naturelle des sites routiers rend nécessaire le remesurage des sites témoins dans le temps; leur suivi et leur documentation permettront d'établir des scénarios de référence, ce qui permettra de mieux estimer l'effet du boisement de ces sites quant à la séquestration de carbone et la lutte contre les changements climatique / The transportation sector is considered the primary source of GHG emissions in Quebec. Afforestation andmanagement of existing road ecosystems play an important role in carbon sequestration and mitigation ofclimate change. This thesis aimed to evaluate the afforestation potential of road ecosystems for carbonsequestration and mitigation of climate change. The analyses were carried out on ecosystems located near theroad network in Quebec and distributed in the two bioclimatic domains: the sugar maple-basswood and thesugar maple-bitternut hickory. The results showed that roadsides dominated by trees and shrubs represent animportant reservoir of carbon; in addition, the presence of vegetation with high functional dispersion (FDIS) canenhance carbon storage in both the ecosystem and the biomass. Protecting these sites can preserve theircarbon stocks, while planting trees to accompany existing vegetation would increase the functional diversity ofthese sites and, therefore, their carbon sequestration potential. Furthermore, the simulation results suggestedthat the afforestation of anthropized or artificialized sites can create a new forest cover and increase carbonsequestration on these sites. However, the afforesting of abandoned agricultural land may not provide significantbenefits, as natural succession can take place and sequester carbon without human intervention. While the fieldinventory of road sites showed that the soils of roadsides represent a significant reservoir of carbon, these soilsare different from those found in the forest environment and are exposed to contamination from heavy metalsand de-icing salts. That said, this state of road soils does not affect the physical stability of carbon in the soil; itis even possible that organic matter in the soil immobilizes these metals and inhibits their leaching. Finally, thelack of documentation on the evolution of the natural vegetation of roadsides makes it necessary to remeasurecontrol sites over time; monitoring and documentation can help establish reference scenarios and estimate betterthe effect of roadsides afforestation in terms of carbon sequestration and mitigation of climate change.

Cette étude s’inscrit dans la mouvance internationale qui vise à développer et à mettre en place des mécanismes de marché efficaces pour lutter contre les changements climatiques. Dans le contexte québécois, cela s’est principalement traduit par la mise en place d’un système de plafonnement et d’échange de droits d’émission de gaz à effet de serre et d’un volet des crédits compensatoires (CrC). Contrairement à un projet de réduction de GES, un projet de séquestration de carbone en milieu forestier est intrinsèquement non permanent. Cette caractéristique limite le potentiel réel des CrC délivrés à annuler ou compenser la totalité des effets négatifs résultant d’une émission de GES dans l’atmosphère. C’est principalement pour cette raison que le secteur forestier est actuellement exclu du volet des CrC québécois. Actuellement, peu importe le type de marché (volontaire ou réglementaire), l’approche de délivrance de CrC adoptée pour les projets de séquestration de carbone anticipe un bénéfice climatique, forçant ainsi les promoteurs de projet et les autorités d’un volet de CrC à mettre en place des mesures contraignantes et à long terme de suivi pour assurer l’intégrité environnementale. L’objectif du projet de recherche est de proposer une nouvelle approche de quantification et de délivrance de CrC pour les projets de séquestration de carbone. À l’instar de l’approche actuelle, l’approche proposée doit non seulement quantifier et récompenser une quantité de carbone séquestré, mais également et surtout, quantifier et récompenser la dimension temporelle implicite aux bénéfices de maintenir une quantité de carbone hors de l’atmosphère pendant une période de temps donnée. En utilisant le forçage radiatif comme indicateur d’un effet sur le système climatique, l’approche démontre qu’il est possible d’intégrer ces deux variables dans la détermination du nombre de CrC à délivrer à un promoteur de projet. Par conséquent, les contraintes associées au critère de la permanence deviennent caduques. / This study is part of the international movement to develop and implement effective market mechanisms to fight climate change. In Québec, this is mainly reflected in the establishment of a cap-and-trade system for greenhouse gas emission allowances and an offset credit component. Unlike a GHG reduction project, a forest carbon sequestration project is inherently non-permanent. This feature limits the real potential to cancel or offset all the negative effects resulting from a GHG emission into the atmosphere behind the used of an offset credit (OCr). It is mainly for this reason that the forestry sector is currently excluded from the Quebec OCr component. Currently, regardless of the type of market (voluntary, regulatory), the OCr issuance approach adopted for carbon sequestration projects anticipates a climate benefit, forcing project proponents and OCr to put in place binding and long-term follow-up measures to ensure the environmental integrity. The main objective of the research project is to propose a new approach for quantifying and delivering OCr for carbon sequestration projects. Like the current approach, the proposed approach must not only quantify and reward a quantity of carbon sequestered, but also and above all, quantify and reward the temporal dimension implicit in the creation of climate benefits associated with the maintenance of an amount of carbon out of the atmospheric atmosphere for a given period of time. Using radiative forcing as an indicator of an effect on the climate system, the approach demonstrates that it is possible to integrate these two variables into the determination of the number of OCrs to be delivered to a project promoter. As a result, the constraints associated with the permanence test become obsolete.

L'augmentation des superficies forestières permet d'atténuer les changements climatiques en augmentant les puits de carbone en forêt et en assurant un apport soutenu en produits du bois sur les marchés. Le présent projet visait à quantifier le potentiel d'atténuation du boisement et du reboisement de territoires improductifs au Québec, considérant l'approche du bilan de carbone intégrée (forêt, produits du bois et substitution). Les analyses effectuées dans le cadre de l'étude nous ont permis d'évaluer le potentiel d'atténuation des changements climatiques du boisement et du reboisement des dénudés secs et des brûlis mal régénérés retrouvés dans le domaine bioclimatique de la pessière à mousses et des friches agricoles situées dans le domaine bioclimatique de la sapinière à bouleau jaune. Les résultats suggèrent que les plantations sans récolte ont généré, à l'âge de maturité, un plus grand potentiel de séquestration du carbone en forêt alors que les plantations récoltées prennent plusieurs décennies pour récupérer la perte de carbone engendrée par la récolte forestière. Cette dette peut être compensée que si une partie du bois récolté est convertie en produits du bois de longue durée et avec un effet de substitution élevé. Le besoin de données empiriques sur le taux d'accumulation du carbone par la succession végétale sur les friches agricoles en l'absence de boisement a été souligné afin de mieux quantifier le scénario de référence. L'intégration de l'impact des changements climatiques sur la croissance des plantations en fonction de trois projections de forçage radiatif (RCP 2.6, RCP 4.5 et RCP 8.5) montre que le potentiel d'atténuation des scénarios de boisement avec pin gris sur les dénudés secs et avec pin rouge sur les friches agricoles permettent une séquestration du carbone significative. Le choix des essences à planter et la stratégie d'aménagement forestier ont un impact plus important sur les stocks de carbone que l'impact des changements climatiques sur la croissance des arbres. Finalement, le climat a eu un impact sur la quantité et la qualité du panier de produits du bois en faisant varier le diamètre à hauteur de poitrine (DHP) des tiges récoltées en fonction des différents scénarios de forçage radiatif. L'augmentation de la proportion des produits du bois à longue durée retarde les émissions de GES dans le temps, mais produit davantage d'émissions de méthane (CH₄) en raison de la décomposition sous conditions anaérobies. Le recyclage des produits du bois en fin de vie à des fins de bioénergie a permis de réduire considérablement les émissions en évitant complètement la décomposition dans les dépotoirs. La présente étude a permis de mieux comprendre le rôle des plantations en tant que stratégie d'atténuation pour contribuer aux objectifs nationaux de réduction des émissions de GES en plus de préciser le rôle de l'intensification de la production ligneuse en matière d'atténuation des changements climatiques. / Increasing forest area can mitigate climate change by increasing forest carbon sinks and ensuring a sustained supply of wood products to markets. This project aimed to quantify the mitigation potential of afforestation and reforestation of unproductive territories in Quebec, considering the forest sector value chain (forests - products - markets). This study allowed us to evaluate the climate change mitigation potential of afforestation and reforestation of open woodlands and poorly regenerated burns in the spruce-moss bioclimatic domain and of abandoned farmlands in the balsam fir-yellow birch bioclimatic domain. The results showed that afforestation without harvesting generated a greater potential for forest carbon sequestration when plantations reached maturity, whereas harvested plantations take several decades to recover the carbon loss generated by forest harvesting. This debt can only be offset if some of the harvested wood is converted into long-lived wood products with a high substitution effect. The need for empirical data on the rate of carbon accumulation by natural succession on abandoned farmlands in the absence of afforestation was emphasized to better quantify the baseline scenario. Integrating the impact of climate change on forest growth under three radiative forcing projections (RCP 2.6, RCP 4.5, and RCP 8.5) showed that the mitigation potential of afforestation scenarios with jack pine on open woodlands and red pine on abandoned farmlands provided significant carbon sequestration. The choice of species to be planted and the forest management strategy had a greater impact on carbon stocks than the impact of climate change on tree growth. The quantity and quality of the basket of harvested wood product varied due to the impact of climate on the diameter at breast height (DBH) of harvested stems. Increasing the proportion of long-lived wood products delayed GHG emissions over time but produced more methane (CH₄) emissions due to decomposition under anaerobic conditions. Cascading use of wood products at their end of life into bioenergy conversion had significantly reduced emissions by avoiding decomposition in landfills. This study provided a better understanding of the role of afforestation and reforestation as mitigation strategies to contribute to national GHG emission reduction goals and to clarify the role intensification of wood production in climate change mitigation.

L’aménagement forestier peut jouer un rôle dans la lutte contre les changements climatiques en augmentant le stockage de carbone dans la biomasse végétale et les produits du bois ainsi qu’en substituant des matériaux à empreinte carbone plus élevée par le bois. Cette étude visait à déterminer quelle stratégie d’aménagement écosystémique dans la sapinière à bouleau blanc de l’Est de la forêt boréale québécoise peut y contribuer. Ont été simulés sur une période de 199 ans : un scénario de référence représentant une coupe totale à 50 ans, deux scénarios avec révolution plus longue (70 et 80 ans), un scénario avec coupe partielle et un autre sans intervention (conservation). La comparaison des scénarios s’est faite sur la base de bilan de carbone en tonne de CO2e et sous l’approche du forçage radiatif, prenant en considération la distribution temporelle des émissions. Par rapport au scénario de référence, les scénarios à longue révolution et, dans une moindre mesure, la coupe partielle apportent de plus grands bénéfices au climat en augmentant les stocks de carbone en forêt et le ratio de produits de longue durée résultant des récoltes. Les produits du bois sont un élément clé de l’étude : les actions permettant de rallonger leur durée de vie et d’augmenter leur effet de substitution ont un impact majeur sur le bilan total et démontrent l’importance de les inclure dans l’évaluation. L’étude a aussi soulevé les besoins d’augmenter les connaissances par rapport à la dynamique de carbone dans les vieilles forêts, l’influence des changements climatiques sur celles-ci ainsi que sur la croissance des arbres, l’évolution du carbone dans le sol et des patrons de perturbations naturelles. L’effet induit par un scénario d’aménagement sur la vulnérabilité du peuplement face aux effets des changements climatiques pourrait également affecter sa performance d’atténuation du climat et devrait être testé ultérieurement. / Management of the world’s forests can play a role for climate change mitigation by increasing CO2 storage in vegetation biomass and harvested wood products, and by displacing CO2-intensive materials such as steel or concrete. This study aimed to determine how management of boreal forest stands can contribute to climate change mitigation in the context of ecosystem-based management. The study was based on the comparison of different strategies applied to a balsam fir-white birch stand in the Eastern boreal forest of Quebec (Canada). We simulated five scenarios over a 199- year period at the stand level: a reference scenario involving clearcut at 50-year intervals, and four 12 alternative scenarios clearcut with longer rotation length (70 and 80 years), partial cut, and a no harvest scenario. Overall, scenarios with longer clearcut rotations and, to a lesser extent, partial cut resulted in a higher potential to mitigate climate change. The substitution effect of wood products was revealed as a key aspect, suggesting that wood product manufacturing and utilisation on the markets, and not only forest management, need to be carefully considered.

Notre thèse porte sur l'encadrement juridique de la séquestration artificielle du CO2, dans le contexte de l'*Accord de Paris* visant à lutter contre le réchauffement de la planète. La séquestration artificielle est devenue une option sérieuse d'atténuation des changements climatiques pour des États. Elle connait également un intérêt grandissant des pays en développement sous l'impulsion des mécanismes de coopération et des obligations d'assistance financière et technologique dues à ces pays dans le régime international sur le climat. Cette thèse analyse l'adéquation au principe de précaution des cadres juridiques internationaux et des cadres juridiques de quelques juridictions (France, Allemagne, Alberta, Québec, Californie, Texas) y relatifs. Cette analyse est menée à partir de critères tirés du droit international. Nos recherches ont été structurées autour de l'hypothèse considérant que, du fait de la diversité des techniques auxquelles elle recourt, la séquestration artificielle comme moyen de lutter contre les changements climatiques peine à recevoir, au niveau international comme au niveau national, un encadrement juridique en adéquation avec le principe de précaution. Dans ce sens, nous avons analysé les normes pertinentes du régime international sur le climat et fait quelquefois incursions en droit de la biodiversité et en droit de la mer. Notre thèse a passé en revue les mécanismes d'autorisation administrative de la technologie au niveau des juridictions étudiées. Elle a abordé notamment la façon dont ces mécanismes tiennent compte des incertitudes, la gestion à long terme des risques et le confinement permanent du CO2. Nous avons, dans une optique de contribution à l'avancement du droit, identifié des points pertinents à améliorer aux niveaux international et national pour un encadrement juridique précautionneux de la séquestration artificielle. / Our thesis focuses on the legal framework of artificial CO2 sequestration in the context of the *Paris Agreement* aimed at combating global warming. Artificial sequestration has become a serious climate change mitigation option for states. It is also gaining interest from developing countries, driven by the cooperation mechanisms and financial and technological assis tance obligations owed to these countries in the international climate regime. This thesis analyses the adequacy of international legal frameworks and the legal frameworks of some jurisdictions (France, Germany, Alberta, Quebec, California, Texas) relating to the precautionary principle. This analysis is conducted using criteria drawn from international law. Our research was structured around the hypothesis that, due to the diversity of the techniques it uses, artificial sequestration as an option of combating climate change is struggling to receive, at both the international and national levels, a legal framework in line with the precautionary principle. In this sense, we have analysed the relevant norms of the international climate regime and made occasional forays into biodiversity law and the law of the sea. Our thesis reviewed the administrative licensing mechanisms related to the technology in the jurisdictions studied. In particular, we addressed how these mechanisms deal with uncertainties, long-term risk management and permanent CO2 containment. As a contribution to the advancement of the law, we have identified relevant areas for improvement at the international and national levels for a precautionary legal framework for artificial sequestration.

Les changements climatiques représentent l’exemple paradigmatique des effets secondaires de la modernisation sur les sociétés contemporaines. Au-delà d’entrainer des conséquences écologiques graves, les changements climatiques comportent également toute une panoplie d’enjeux sociopolitiques dont la nature et la portée méritent une attention particulière. Si de nombreuses études de sociologie se sont déjà penchées sur ce sujet, l’action urbaine pour le climat a été plutôt négligée. Cela est curieux si l’on tient compte du fait que nous vivons dans une société globale urbanisée, et que les initiatives climatiques le plus innovantes et prometteuses sont actuellement réalisées par les villes. Cette thèse de doctorat se propose ainsi d’emprunter cette piste de recherche, en se penchant notamment sur l’action climatique urbaine dans les villes de Québec (Canada) et de Gênes (Italie). À l’aide d’une approche socioconstructiviste, et à la lumière de la thèse de la modernisation écologique, l’objectif est de comprendre et expliquer la manière dont les enjeux climatiques font l’objet des discours et des actions des acteurs urbains, et dans quelle mesure ces enjeux influent sur les choix de gouvernance et de planification. Nous montrerons que la question climatique est de plus en plus considérée par les villes, et que cela semble être associé à des changements plus larges dans la manière de concevoir le développement urbain et de pratiquer l’action publique. D’une part, il est possible d’observer une certaine homogénéité dans les politiques urbaines pour le climat, même si les acteurs impliqués, les instruments de planification ou les actions réalisées peuvent diverger fortement d’un contexte à l’autre. D’autre part, les résultats suggèrent d’interpréter certaines formes d’action climatique urbaine en termes de modernisation écologique, en raison notamment du fait que celles-ci sont conçues dans un esprit qui attribue un rôle central, bien que renouvelé, aux institutions de la modernité. En se penchant sur le phénomène croissant de l’engagement des villes dans la lutte contre les changements climatiques, cette thèse de doctorat contribue à élargir la connaissance sociologique sur les diverses manières dont les sociétés et les institutions contemporaines se transforment afin de faire face aux défis environnementaux. / Climate change is the paradigmatic example of modernisation’s side effects on contemporary societies. In addition to cause severe ecological impacts, climate change also entails a range of socio-political challenges whose nature and scope deserve special attention. While many sociological studies have already addressed these issues, urban climate governance has been quite neglected. This is rather curious if one considers that we now live in an urbanized global society, and that most significant and promising climate initiatives are being carried out by cities. This doctoral thesis thus explores this line of research. Adopting a constructivist approach, and in the light of ecological modernisation theory, it focuses on climate governance in Quebec City, Canada, and Genoa, Italy. The aim is to understand the way climate change becomes the subject of discourses and actions at the urban level, and to what extent it influences choices affecting urban development trajectories. Results show that both Quebec City and Genoa have undertaken efforts to deal with climate change, even if involved actors, modes of governance, planning instruments and implemented actions can differ substantially from one context to another. On the one hand, our results show that the fight against climate change is increasingly taken into consideration by cities, and that this seems to be associated with broader changes in how urban development is planned and how public action is practiced. On the other hand, our results suggest interpreting some forms of climate action in terms of ecological modernization; this, insofar as they are designed in a spirit that assigns a central role, although renewed, to modernity’s institutions. In addressing the growing phenomenon of cities involvement in climate action, this doctoral thesis helps to expand sociological knowledge about how and why contemporary societies and institutions transform in order to address environmental challenges.

Les changements climatiques « reflètent ce que la science dit et ce dont la politique tient de plus en plus compte » (Ouranos, 2015). La présente thèse consiste à documenter la mise en oeuvre des deux derniers plans de lutte contre le réchauffement du climat préparés par le gouvernement québécois, soit Le Québec et les changements climatiques : un défi pour l’avenir. Plan d’action 2006-2012, ainsi que Le Québec en action. Vert 2020. Plan d’action 2013-2020 sur les changements climatiques. Au croisement des travaux en sociologie de l’action publique (Matland, 1995 ; Kübler et Maillard, 2009), des perspectives théoriques de la modernisation écologique et de sa tradition d’étude des politiques publiques (Béal, 2016), comment se déroule cette mise en oeuvre, d’une part, et pourquoi y a-t-il des succès et des difficultés, d’autre part? Même si le Québec pénètre de plain-pied dans la société à faible carbone, grâce à son tandem énergétique éolien-hydroélectrique, la lutte contre les changements climatiques représente un défi considérable qu’il a accepté de relever en se dotant d’une cible ambitieuse. Le PACC 2006-2012 a fait avancer les choses, mais beaucoup reste à faire et il y a un bémol : le PACC 2013-2020 permettra-t-il d’atteindre sa cible de réduction de 20 % des émissions de GES par rapport au seuil de 1990 (Gouvernement du Québec, 2012a, p. I) ? Au 31 mars 2016, on constate la sous-utilisation du PACC 2013-2020, car à peine 22 % du budget prévu se trouve entamé (MDDELCC, 2017a, p. 46). Les baisses d’émissions de GES et l’adaptation aux changements climatiques se font attendre. La thèse s’inscrit dans le cadre théorique de la modernisation écologique (Huber, 1982 ; Spaargaren et Mol, 1992 ; Hajer, 1995 ; Jänicke, 1995 ; Mol, 2003 ; Christoff, 2009 ; Spaargaren et al., 2009 ; Toke, 2011), que plusieurs dépeignent comme la version sociologique du projet du développement durable, centrée sur les acteurs gouvernementaux et industriels, puis la société civile (Buttel, 2003). Par ailleurs, source de richesse analytique et compréhensive qui échappe aux études quantitatives, la méthode privilégiée est l’entretien semi-dirigé (Fortin, 2013) auprès des maîtres d’oeuvre de ces PACC, des fonctionnaires pour la plupart, ainsi que l’analyse de contenu (Leray, 2008) pour le traitement des données. Mais les limites évidentes des indicateurs et de la méthode qualitative impliquent une vérification partielle des hypothèses. En outre, la thèse de la modernisation écologique se situe dans le long terme et a besoin de temps pour se soumettre à une vérification empirique (Guay, 2018)... / Climate change represents what science says and what politics is increasingly taking into account (Ouranos, 2015). The purpose of this thesis aims to document the implementation of the two last action plans against global warming, prepared by the Governement of Québec, namely Le Québec et les changements climatiques : un défi pour l’avenir. Plan d’action 2006-2012, and Le Québec en action. Vert 2020. Plan d’action 2013-2020 sur les changements climatiques. At the junction between the analysis of public action (Matland, 1995 ; Kübler et Maillard, 2009) and the theoretical framework of the ecological modernization and its tradition of the public policies sociology (Béal, 2016), this thesis tries to answer two questions : how is the implementation carried out and why are there successes and difficulties to this adoption? Québec gets its foot in a low-carbon society, through the wind and hydroelectric energy tandem. However, fighting against climate change represents a major challenge, which Québec has accepted with an ambitious target. The PACC 2006-2012 got some basis implemented, but there remains a lot to do and outcomes remain unknown : will the PACC 2013-2020 achieve its greenhouse gas emissions reduction target of 20 % below the line of 1990 (Gouvernement du Québec, 2012a, p. I) ? At march 31, 2016, one notes the under-implementation of the PACC 2013-2020, since 22 % only of the planned budget had already been spent (MDDELCC, 2017a, p. 46). Greenhouse gas emissions reduction and climate change adaptation are lagging behind projections. The thesis fits into the theoretical framework of the ecological modernization (Huber, 1982 ; Spaargaren et Mol, 1992 ; Hajer, 1995 ; Jänicke, 1995 ; Mol, 2003 ; Christoff, 2009 ; Spaargaren et al., 2009 ; Toke, 2011), which many people present as the sociological version of the sustainable development project, focused on state and industrial actors, then the civil society (Buttel, 2003). Moreover, source of analytical and comprehensive wealth, which escapes from quantitative studies, the preferred method is semi-directive interviews (Fortin, 2013) with the supervisors of the two PACC, public authorities for the greater part, as well as content analysis (Leray, 2008) for data treatment. But the obvious limitations of the indicators and the qualitative method involve a partial validation of the hypotheses. Otherwise, the ecological modernization thesis takes place in a long-term perspective and requires time for an empirical testing (Guay, 2018)...

Résoudre la crise climatique est un défi intrinsèquement économique. Il s’agit d’inventer une nouvelle économie, moins dépendante des énergies fossiles et capable, face à l’attrait de l’immédiat, de défendre suffisamment les intérêts des générations futures. Partant de ce constat, cette étude repose sur l’idée qu’une réponse normative crédible face aux changements climatiques ne peut passer que par un droit qui soit axé sur la promotion de la transition énergétique et qui garantisse une articulation équilibrée entre les préoccupations économiques de court terme et les préoccupations, à plus long terme, liées à la préservation du climat mondial. L’étude de La prise en compte des aspects économiques du défi climatique dans le régime juridique international du climat vise à déterminer l’importance que les membres du système multilatéral de lutte contre les changements climatiques accordent à la nécessité de promouvoir la transition énergétique et d’encadrer l’expression des préoccupations économiques nationales dans le cadre de leur coopération. Fondée sur une analyse de la Convention-cadre des Nations Unies sur les changements climatiques et du Protocole de Kyoto, ainsi que de leur droit dérivé, cette recherche s’attache tout d’abord à démontrer la portée limitée des outils qui ont spécifiquement été élaborés par les États afin de réformer les modes de développement. Elle met ensuite en lumière le haut niveau de protection que la norme internationale garantit aux intérêts économiques des États (ou qu’elle leur permet de garantir), en examinant les divers mécanismes qui les autorisent à invoquer des motifs économiques pour se soustraire ou moduler à la baisse l’ampleur de leurs engagements d’atténuation. Enfin, à partir d’une analyse des négociations menées au cours des dernières années, cette étude s’interroge sur l’avenir du régime juridique international du climat, dont les membres, cédant peu à peu à la tentation du repli sur soi, semblent s’engager dans un mouvement de renationalisation des questions relatives à la promotion de la transition énergétique et à l’articulation des valeurs économiques et environnementales.