Un modèle intégrant des guides de gestion de la densité décrit l'«effet de compétition-densité» étant l'effet négatif du nombre d'arbres (densité) sur le volume moyen V . Pour les peuplements naturels d'épinette noire (Picea mariana (Mill.) BSP) au Québec, Tremblay et collab. (2000) constatent que le modèle simple d'Ando (1968) manque de précision. L'ajout du coefficient de distribution, défini comme le taux d'occupation des cellules subdivisant une placette échantillon en autant de cellules qu'il s'y trouvent d'arbres, a significativement amélioré un modèle simplifié de l'effet de compétition-densité (critère d'information d'Akaike) pour 63 placettes échantillons situées dans les régions Saguenay{Lac-St-Jean et Côte-Nord. Un faible CD, indicateur d'une dispersion spatiale en bouquets des arbres, a un effet négatif sur le V . En utilisant 8197 placettes échantillons du ministère des Ressources naturelles, nous avons significativement amélioré (critère d'information bayesien) le modèle simple d'Ando (1968) par l'ajout simultané de (1.a) l'indicateur de distribution diamétrale «RD4», qui est le rapport entre le diamètre moyen quadratique et le diamètre dominant, (1.b) W, qui est de 1 dans les sous-domaines bioclimatiques de l'ouest, et de 0 dans ceux de l'est et (1.c) RE2, qui est de 1 pour la végétation potentielle RE2 et de 0 pour l'autre végétation potentielle (RE3). Avec une racine d'erreur quadratique moyenne (RMSE) de 1,055 et un coeffiction de déterminantion (R2) de 0,936, nous avons obtenu une véritable amélioration de la précision du modèle réduit (RMSE = 1; 369 et R2 = 0; 787), tout en n'utilisant que des variables qui sont à la fois faciles à mesurer sur le terrain et qui se prêtent bien, en plus, à être utilisees dans les autres modèles composants d'un guide de gestion de la densité. Le modèle complétée par (2) la classe de pourcentage de couverture est également significativement meilleur (critère d'information bayesien) et plus précis (RMSE = 1; 303 et R2 = 0; 81) que le modèle réduit.

En Amérique du Nord, la préférence pour la récolte des arbres vigoureux et de gros diamètre a amené les forêts feuillues à un état d’appauvrissement. Ces forêts sont composées de grandes quantités de tiges de faible qualité et d’essences moins prisées par l’industrie. Conséquemment, le secteur forestier doit composer avec une grande quantité de matière première de faible qualité, ce qui entraîne une augmentation des coûts d’opération et cause la production des forts volumes de résidus qui doivent être valorisés. Cette situation force l’industrie à rechercher des solutions pour l’utilisation de grandes quantités de bois de faible qualité abondamment disponibles en forêt afin d’augmenter la rentabilité de ses opérations. Une option serait de miser sur les produits de haute valeur ajoutée qui pourraient être extraits à partir des résidus des scieries. Ces produits incluent les extraits de bouleau jaune (Betula alleghaniensis Britt.), lesquels ont du potentiel pour l’utilisation dans les industries nutraceutique, cosméceutique et pharmaceutique. Les produits de haute valeur ajoutée, intégrés dans l’industrie des produits traditionnels, peuvent augmenter la rentabilité de la chaîne de valeur, surtout si les résidus sont utilisés comme matière première. Afin de comprendre le potentiel et les limites de cette approche, cette étude a évalué les facteurs qui influencent la valeur monétaire de sciage, proposant ensuite une utilisation alternative pour le bois de faible qualité et l’écorce provenant des forêts feuillues de la province de Québec au Canada. Cette étude a été structurée en trois parties : l’évaluation de la relation entre la valeur monétaire des sciages et les caractéristiques du peuplement, de la station et du climat; l’évaluation de la relation entre la quantité d’extraits de bois et d’écorce du bouleau jaune et des caractéristiques des arbres et; l’évaluation de l’inclusion d’un produit à haute valeur ajoutée dans la chaîne de création valeur. Dans la première partie, la valeur monétaire des sciages du bouleau jaune et de l’érable à sucre (Acer saccharum Marsh.) a été utilisée comme indicateur de la qualité du peuplement. Les résultats ont démontré que des patrons géographiques de variation de la valeur monétaire des sciages existaient à travers la province. Cette variation pourrait être attribuée en partie aux caractéristiques du peuplement, de la station et du climat local. Même s’il persiste de l’incertitude quant à l’effet de l’historique d’aménagement forestier, on croit que la production d’arbres de haute qualité devrait être priorisée aux endroits où la valeur monétaire des bois sur pied est la plus grande. Dans la deuxième partie, les analyses réalisées pour quantifier les extraits du bois et de l’écorce ont fourni une compréhension plus approfondie du potentiel du bouleau jaune pour les produits non traditionnels à haute valeur ajoutée. Dans la troisième partie, la rentabilité d’une coupe de jardinage a été évaluée, en plus du profit potentiel de production de la bétuline et l’inclusion de cet extrait dans la chaîne de valeur du bois. Dans certains cas, la coupe de jardinage a été très peu rentable, surtout lorsqu’appliquée dans les peuplements qui étaient composés des grandes quantités de tiges de faible qualité. Dans de tels cas, les produits à haute valeur ajoutée, comme la bétuline, pourraient augmenter les profits et, par le fait même, ajouter de la valeur à la ressource forestière. La diversification des produits est une approche qui pourrait être envisagée par l’industrie forestière pour augmenter sa résilience et promouvoir une sylviculture respectant les règles de l’art. / The historical preference for harvesting vigorous and large-diameter trees from stands in North America resulted in a forest mainly composed of poor-quality stems of less valuable species that present lower growth potential. As a result, the forestry sector has to work with large quantities of low-quality raw material, increasing operation costs and producing large amounts of residues. This situation forces the industry to find solutions to use the abundant quantity of low-quality wood available in forest stands to increase profits. One option is the high value-added products that could be extracted from sawmill residues. These products include yellow birch (Betula alleghaniensis Britt.) extracts that have the potential to be used in the nutraceutical, cosmeceutical and pharmaceutical industries. The enhanced products, when integrated with the traditional products industry, could increase profit of the wood value chain, especially if residues are used as raw material. In order to better understand the potential and limitations of this option, this study assessed the factors that influence lumber value, and proposed an alternative use for the abundant low-value wood and bark available in the province of Quebec, Canada. Structured in three parts, this work first studied the relationship between stand, site and climatic variables and stand quality, using lumber value recovery (LVR) of sugar maple (Acer saccharum Marsh.) and yellow birch as surrogate variable. In the second part, the relationship between extracts content in wood and bark of yellow birch trees with selected tree characteristics was assessed. This allowed a better understanding of the potential of yellow birch extracts as a high-value added product. In the third and final part, the potential impact of integrating a high-value added product to the processing of traditional wood products was evaluated. For this, the profitability of a selection cut was analysed, the potential financial gain of producing betulin extract was assessed, and finally, the inclusion of betulin extracts in a hardwood chain was evaluated. Results from the ensemble of this thesis show that variations in LVR could be attributed to in part to stand, site and climatic conditions. Although it remains uncertain as to what extent the variability of LVR might result from past management practices or from inherent site characteristics, we believe that efforts to produce high-quality lumber should be prioritized in sites where LVR is predicted to be the highest. In addition, simulations showed that tested selection cuts in some cases generated very little profit, especially when forest stands were composed of great quantities of low-quality stems. In this situation, the production of high value-added products, such as betulin extracts, could be an interesting alternative to increase profits, contributing to add value to the existing forest resource. The product diversification is a pathway that could be explored by the forest industry to improve its resilience and promote a more efficient use of the resources.

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Le processus de planification forestière hiérarchique présentement en place sur les terres publiques risque d’échouer à deux niveaux. Au niveau supérieur, le processus en place ne fournit pas une preuve suffisante de la durabilité du niveau de récolte actuel. À un niveau inférieur, le processus en place n’appuie pas la réalisation du plein potentiel de création de valeur de la ressource forestière, contraignant parfois inutilement la planification à court terme de la récolte. Ces échecs sont attribuables à certaines hypothèses implicites au modèle d’optimisation de la possibilité forestière, ce qui pourrait expliquer pourquoi ce problème n’est pas bien documenté dans la littérature. Nous utilisons la théorie de l’agence pour modéliser le processus de planification forestière hiérarchique sur les terres publiques. Nous développons un cadre de simulation itératif en deux étapes pour estimer l’effet à long terme de l’interaction entre l’État et le consommateur de fibre, nous permettant ainsi d’établir certaines conditions pouvant mener à des ruptures de stock. Nous proposons ensuite une formulation améliorée du modèle d’optimisation de la possibilité forestière. La formulation classique du modèle d’optimisation de la possibilité forestière (c.-à-d., maximisation du rendement soutenu en fibre) ne considère pas que le consommateur de fibre industriel souhaite maximiser son profit, mais suppose plutôt la consommation totale de l’offre de fibre à chaque période, peu importe le potentiel de création de valeur de celle-ci. Nous étendons la formulation classique du modèle d’optimisation de la possibilité forestière afin de permettre l’anticipation du comportement du consommateur de fibre, augmentant ainsi la probabilité que l’offre de fibre soit entièrement consommée, rétablissant ainsi la validité de l’hypothèse de consommation totale de l’offre de fibre implicite au modèle d’optimisation. Nous modélisons la relation principal-agent entre le gouvernement et l’industrie à l’aide d’une formulation biniveau du modèle optimisation, où le niveau supérieur représente le processus de détermination de la possibilité forestière (responsabilité du gouvernement), et le niveau inférieur représente le processus de consommation de la fibre (responsabilité de l’industrie). Nous montrons que la formulation biniveau peux atténuer le risque de ruptures de stock, améliorant ainsi la crédibilité du processus de planification forestière hiérarchique. Ensemble, le modèle biniveau d’optimisation de la possibilité forestière et la méthodologie que nous avons développée pour résoudre celui-ci à l’optimalité, représentent une alternative aux méthodes actuellement utilisées. Notre modèle biniveau et le cadre de simulation itérative représentent un pas vers l’avant en matière de technologie de planification forestière axée sur la création de valeur. L’intégration explicite d’objectifs et de contraintes industrielles au processus de planification forestière, dès la détermination de la possibilité forestière, devrait favoriser une collaboration accrue entre les instances gouvernementales et industrielles, permettant ainsi d’exploiter le plein potentiel de création de valeur de la ressource forestière. / The hierarchical forest management (HFM) planning process on public land may currently be failing on two levels. At the top level, HFM may not be providing credible assurance of long-term sustainability of timber supply and forest ecosystem integrity. At a lower level, HFM may be failing to fully realise the value-creation potential from timber-harvesting activities by over-constraining the harvest planning problem. These failures can be traced back to unrealistic assumptions implicitly embedded into long-term wood supply optimisation models, which may explain why this problem has received little attention in the literature. We model the hierarchical forest management planning process as a two-phase rolling-horizon iterative principal-agent problem, illustrate failure scenarios of the status quo planning process, and propose an improved wood supply model formulation. The classic wood supply optimisation model formulation (i.e. conventional even-flow wood supply maximisation model) does not explicitly consider the profit-maximising behaviour of the industrial fibre consumer, but instead implicitly assumes the complete consumption of the wood supply in every planning period, regardless of fibre type or value creation potential. We extend the status quo wood supply model to explicitly anticipate industrial fibre consumption behaviour, thereby improving the likelihood of the wood supply being entirely consumed in the first planning period, thus restoring the validity of the total-consumption assumption that is embedded in the long-term model formulation. We model the principal-agent relationship as a bilevel optimisation problem, where the top level (leader) represents the government wood supply planning process, and the lower level (follower) represents the timber consumption process (i.e. value creation network, or VCN). We show that the bilevel model formulation mitigates the risk of long-term wood supply failure and improves the credibility of the wood supply planning process. The bilevel wood supply model and solution methodology presented here constitute a technically feasible alternative to the methods currently used. Our bilevel model and iterative simulation framework represent a step forward in terms of value-driven forest management planning. Explicit integration of industrial objectives and constraints early on in the wood supply planning process could facilitate government-industry collaboration to realise the full value-creation potential of the public forest resource.

Un défi important dans l'industrie forestière consiste à réduire les coûts de transport globaux entre les fournisseurs et les clients. L'industrie forestière déplace de grandes quantités de bois des zones de récolte vers les terminaux et les usines. Lorsque de nombreuses organisations sont impliquées, une collaboration entre les fournisseurs et une utilisation efficiente des allocations permettent de trouver de meilleures solutions. Les allocations sont généralement basées sur des flux directs entre les noeuds d'approvisionnement et de demande. Cependant, de meilleures solutions peuvent être trouvées lorsque des itinéraires de retour en charge sont utilisés. Ceux-ci sont difficiles à trouver lorsque plusieurs parties prenantes sont impliquées, mais l'ajout d'informations provenant de la production de la récolte peut supporter une meilleure collaboration entre les fournisseurs ainsi que la détermination de plans plus efficients. Le but de ce projet est d’élaborer un modèle capable de résoudre le problème de la livraison des multi-dépôts aux multi-clients, sur plusieurs périodes de temps, en minimisant les coûts de transport de différents types de bois. Proposer une nouvelle méthode pour le cas quand les clients seulement réceptionnent produits de fournisseurs fixés à l’avance. En outre, il analyse différentes méthodes de paiement des itinéraires de transport, afin de terminer un mécanisme qui incite les fournisseurs de transport à avoir recours au transport collaboratif. Nous décrivons les résultats obtenus avec une entreprise de pâtes et papiers au Québec, Canada. / One important challenge in the forestry industry is to reduce the overall transportation cost between suppliers and clients. The forestry industry moves large quantities of wood from harvest areas to terminals and mills. When many organizations are involved, a collaboration between the suppliers as well as an efficient use of allocations, achieve better solutions. Allocations are typically based on direct flows between supply and demand nodes. However, better solutions can be found when return trip routes are used. These are difficult to find when there are several stakeholders involved, but adding information from harvest production can establish better collaboration between suppliers as well as more efficient plans. The purpose of this project is to define a model that can resolve the delivery from multidepots to multi-customers, in a multi-period of time, minimizing the cost of transport for different types of timber. To propose a novel method for scenarios where the clients only receive products from pre-determined suppliers. Also, it analyzes different methods of transport payment for backhaul routes, in order to establish a mechanism that encourages the transport suppliers to use collaborative transport. We describe results obtained with a pulp and paper company in Quebec, Canada.

Un déclin mondial des populations de caribou forestier est présentement observé. Il devient impératif d’envisager des stratégies d’aménagement pour atténuer l’impact négatif de l’aménagement forestier sur le caribou. L’objectif principal de ce projet est donc de déterminer l’impact de différentes approches de spatialisation de la récolte dans un contexte d’optimisation de la récolte de matière ligneuse afin de préciser la relation entre la possibilité forestière et la qualité de l’habitat du caribou forestier. Plusieurs scénarios de récolte ont été simulés et évalués sur un horizon de 150 ans en tenant compte du régime de feu, d’un indice de perturbation du territoire, d’un indice de qualité d’habitat, du niveau de coupe du territoire et de l’importance du réseau routier. Les résultats indiquent que l’augmentation de la taille des compartiments de coupe et l’ajout de certaines contraintes spatiales permet d’augmenter la probabilité d’observation du caribou forestier et de réduire l’importance du réseau routier, mais produit également une diminution de la possibilité forestière.

La localisation est un problème qui affecte beaucoup d’industries. Comme l’automatisation devient de plus en plus importante, la localisation doit aussi devenir de plus en plus précise pour assurer une bonne efficacité des opérations et pour assurer la sécurité des employés qui vont devoir travailler avec cette automatisation. Notre étude se concentre sur la problématique de la localisation, appliquée à l’industrie forestière. Comme cela demande l’automatisation de machinerie lourde et la manipulation de l’inventaire, il est important d’avoir une localisation précise sur une échelle du décimètre. Une solution possible pour la localisation de précision est via les récepteurs Global Navigation Satellite System (GNSS) Real Time Kinematic (RTK), qui permettent de faire la localisation à une dizaine de centimètres près. Par contre, l’industrie forestière travaille dans des environnements divers qui peuvent causer des difficultés pour ces récepteurs GNSS. Par exemple dans des forêts denses ou près de bâtiments qui peuvent cacher des satellites pour la localisation. Comme l’environnement du récepteur et la qualité de la réception sont mesurables, nous avons aussi développé une méthode permettant de faire une relation entre les deux. Ce mémoire tentera d’expliquer la problématique de l’application et l’analyse de GNSS pour faire la localisation dans des environnements divers. Ensuite, le mémoire va montrer comment les récepteurs GNSS sont affectés par divers environnements en montrant des résultats d’expériences dans ces derniers. Le tout sera démontré dans le chapitre 1 et la section 4.1 Comme l’environnement est important pour estimer son influence sur les receveurs GNSS, la génération de carte 3D est importante. Cette génération est expliquée dans le chapitre 2 et la section 4.2. Une plate-forme de récolte de données que nous avons conçue sera expliquée en grand détail dans le chapitre 3. Ensuite, nous avons fait une estimation de la qualité de la visibilité de satellite avec un article scientifique dans le chapitre 5. Les résultats y montrent que notre méthode obtient une bonne relation entre l’environnement et la performance des récepteurs GNSS. Ces résultats sont tirés d’expériences réalisées dans divers environnements.

Chaque état riverain du fleuve Sénégal fait face à des problèmes similaires de pénuries et de demandes croissantes en énergie. La production énergétique de la centrale de Manantali, seul aménagement hydroélectrique fonctionnel sur le bassin couvre moins de 18% des besoins. De même on note un besoin pressant de maitriser les affluents majeurs du fleuve pour réduire les impacts de la sècheresse et des fortes crues sur l’environnement et faciliter la pratique d’activité connexes telle l’irrigation et la navigation au niveau de la vallée et du delta. La gestion des ressources en eau reste donc un enjeu capital pour la croissance économique des états riverains du fleuve L’objectif à long terme de l’Organisation pour la Mise en Valeur du fleuve Sénégal (OMVS) est de renforcer l’économie de ses états membre en plaçant la gestion et la mise en valeur collective des ressources en eau au centre de ses priorités. Il s’agit là, d’ici l’échéance fixé à 2025, d’étendre les aménagements hydroélectriques dans le haut bassin de manière à atteindre une puissance installée de 1050 MW et d’assurer un soutien d’étiage adéquat pour le développement de l’agriculture irriguée et de la navigation au niveau de la vallée et du delta. Cette étude analyse les impacts de ces éventuels aménagements sur le régime hydrologique du fleuve. Une approche analytique par scénario a été testée dans le système d’aide à la décision Water Evaluation And Planning (WEAP). Il s’agit d’un modèle de simulation et de gestion des bassins hydrographiques qui réalise un bilan volumique conservatif des masses d’eaux entrantes et sortantes sur l’ensemble de la durée de la chronique des apports compte tenu des consignes de gestion et des contraintes physiques du système. WEAP permet l’édition et l’analyse des grandeurs utiles relatives au fonctionnement des bassins hydrographiques Les résultats des simulations montrent que le contexte actuel d’aménagement du bassin permet de garantir (en moyenne 8 années sur 10) une production d’énergie annuelle de 700 GWh tout en satisfaisant les besoins en soutien des basses eaux de la vallée et du delta qui sont évalués à 1567 Mm3/an. Toutefois l’extension des aménagements agricoles et la prise en compte de la navigation fluviale entre Kayes et Saint-Louis aura pour conséquence d’établir une compétition entre la production d’énergie à Manantali et le soutien d’étiage, particulièrement durant la saison des basses eaux entre décembre et mai. Les déficits d’allocation observés varient entre 8 et 20% selon que l’état d’hydraulicité du fleuve est humide ou sec. Les impacts de l’aménagement du haut bassin par la mise en service des barrages de Koukoutamba, Boureya et Gourbassi dans le scénario 3 restent importants et positifs. En effet, autre l’accroissement de près de 410% de la production d’énergie hydroélectrique, Koukoutamba et Boureya régulent les débits entrants à Manantali durant la saison des basses eaux, se traduisant par une augmentation du niveau de fonctionnement du réservoir de Manantali et par conséquent une réduction de plus de 50% des déficits de soutien des basses eaux au niveau de la vallée et du delta. Durant la saison des hautes eaux, la réduction des volumes entrants à Manantali due au remplissage des retenues de Koukoutamba et Boureya réduit de près de 60% les déversements de Manantali durant les années humides et de 15% le niveau de fonctionnement de la centrale durant les années sèches consécutives.

La recherche des bois aux propriétés désirées soumet les forêts du bassin du Congo (BC) à une exploitation sélective. La pratique dans le BC est d’utiliser la possibilité et la rotation comme paramètres déterminants de la gestion durable. Cette exploitation se fait avec pour hypothèse que le respect des règles de gestion garantit le maintien en bon état de ces espaces forestiers. L’Okan est une espèce commerciale de bois à haute valeur, endémique des forêts du BC. Il s’agit de la seule espèce du genre Cylicodiscus. Il y a quelques années, l’espèce était peu connue des marchés du bois. L’objectif général de l’étude a été de contribuer à l’aménagement de l’Okan. Cette contribution est reflétée par de meilleures connaissances sur : (i) le prélèvement et (ii) la reconstitution du potentiel ligneux de l’espèce. Le prélèvement a porté sur l’estimation des volumes de bois bruts et commerciaux. La reconstitution a fait l’objet d’intérêt à travers la régénération naturelle au pied de ses semenciers, d’une part et dans ses trouées d’autre part. Des tiges d’Okan ont été mesurées pour produire des tarifs de cubage et des inventaires de régénération ont été effectués au pied des semenciers d’Okan et dans ses trouées. Les résultats sont les suivants : 1) Les tarifs de cubage utilisés au Cameroun pour l’Okan devraient être révisés et complétés. Les tarifs à deux et trois entrées [V=f(DHP, H)], [V=f(DHP, Dx)], [V=f(DHP, H, Dx)] ont de meilleurs R², AIC et RSE que ceux à une entrée. Ces tarifs fournissent un gain de précision même lorsque les méthodes et instruments utilisés sont sujets à des erreurs de mesure, normalement distribuées, de la longueur du fût (écart type ≤ 1,8 m) et du deuxième diamètre (écart type ≤ 3,25 cm). 2) La modélisation de la proportion des rebuts, bien qu’aboutissant à un faible R², est mieux décrite en considérant la longueur du fût et la classe de qualité. En plus de la possibilité d’utiliser des paramètres quantitatifs mesurés sur les fûts, les volumes commerciaux d’Okan sont estimés par : (i) la proportion des rebuts, (ii) l’utilisation d’un classement de qualité (ONADEF, 1992) et (iii) la mesure des longueurs commerciales des fûts. Ces équations peuvent améliorer les estimations des volumes commerciaux de bois d’Okan dans la zone étudiée. / 3) Des densités de 5,5 et 2,3 Okan par hectare ont été dénombrées respectivement pour les plantules et la régénération acquise sous le couvert de semenciers d’Okan. La probabilité d’observer des plantules d’Okan est significativement influencée par la distance et son interaction avec l’azimut (par rapport au semencier) (p<0,0001 et p=0,0151), la surface terrière des végétaux autres que les héliophiles (sous-bois) (p=0,0150) et marginalement par la hauteur du semencier (p=0,061). Seules la distance (p < 0,0032) et la hauteur du semencier (p = 0,0416) influencent significativement la probabilité d’observer la régénération acquise. 4) Dans les trouées d’Okan, 74,9% des espèces arborées dénombrées appartiennent au groupe des espèces pionnières, 15% aux héliophiles, 9,3% aux sciaphiles et 0,8% à des groupes indéterminés. L’Okan compte pour moins de 0,03% du total de tiges inventoriées dans ses trouées (soit 6,1 Okan par hectare) et aucune nouvelle régénération d’Okan n’a été observée depuis la coupe. Les variables qui contribuent à expliquer de manière statistiquement significative la probabilité qu’une espèce située en bordure des trouées soit également retrouvée dans la régénération dénombrée à l’intérieur de celles-ci sont son tempérament (p = 6,6e-06), sa fréquence en bordure (p = 0,001) et son mode de dissémination (p = 0,01). Les observations effectuées sous le couvert de ses semenciers et dans les trouées classent l’espèce comme semi-héliophile. La rareté de l’Okan dans ses trouées s’explique, entre autres, par son tempérament, son mode de dissémination (anémochore) et le manque de semenciers aux abords des trouées. En définitive, l’aménagement durable de l’Okan passe d’une part par une révision de ses tarifs de cubage au bois brut et par l’élaboration des tarifs de cubage au bois commercial. D’autre part, des variables expliquant la présence de l’espèce au pied des semenciers et dans les trouées ont été identifiées mais c’est surtout la faible densité de la régénération de l’Okan qui devrait orienter les actions des gestionnaires forestiers. Ces résultats peuvent améliorer la gestion de l’Okan dans les « forêts permanentes ». / 3) Densities of 5.5 and 2.3 Okan per hectare were recorded for seedlings and established regeneration under the cover of Okan seed trees respectively. The probability of observing Okan seedlings is significantly influenced by distance and its interaction with direction (from the seed tree) (p < 0.0001 and p = 0.0151), basal area of plants (p = 0.0150) other than heliophilous (undergrowth) and marginally by the height of the seed tree (p = 0.061). Only the distance (p <0.0032) and the height of the seed tree (p = 0.0416) significantly influence the probability of observing established regeneration. 4) In the Okan gaps, 74.9% of tree species belong to the group of pioneer species, 15% to heliophilous, 9.3% to sciaphilous and 0.8% to indeterminate groups. Okan accounts for less than 0.03% of the total number of stems counted in its gaps (corresponding to 6.1 Okan per hectare) and no new Okan regeneration has been observed since its felling. Variables that contribute to a statistically significant explanation of the probability that a species located at the edge of the inventoried gaps is also found in the regeneration enumerated within are the guild of the species (p = 6.6e-06), its border frequency (p = 0.001) and its mode of dissemination (p = 0.01). Observations made under the cover of its seed trees and in the gaps classify the species as semi-heliophilous. The rarity of the Okan in its gaps is explained amongst other things by the guild of the species, its mode of dissemination (anemochore) and the lack of seed trees around the gaps. Finally, the achievement of Okan’s sustainable management requires on one hand a revision of its volume equations for gross volume estimates and the elaboration of volume equation to estimate its commercial timber. On the other hand, variables explaining the presence of the species at the foot of the seed trees and in the gaps have been identified but it is the low density of Okan regeneration that should guide the actions of forest managers. These results can improve the management of Okan and other species in permanent forests. / The search for wood with desired properties submits the Congo Basin (CB) forests to a selective logging. The practice in the CB is to use the possibility and rotation as key determinants of sustainable management. The hypothesis of this logging is that, the respect of the rules of management guarantees the maintenance in good state of these forest areas. Okan is a commercial timber species of high value, endemic to the CB forest. It is the only species of the genus Cylicodiscus. A few years ago, the species was not well known in the timber market. The main objective of this study was to contribute to the sustainable management of Okan. This contribution is reflected by a better understanding of: (i) wood harvesting and (ii) the reconstitution of the woody potential. Wood harvesting was based on the estimation of gross and commercial volumes. The reconstitution was the subject of interest through the natural regeneration at the foot of the seed trees on the one hand, and in gaps on the other. Okan stems were measured to produce volume equations and inventories were carried out at the foot of the seed trees of Okan and in the gaps of the species. The following results were obtained: 1) The volume equations used in Cameroon for Okan should be revised and completed. Volume equations with two and three entries [V = f (DBH, H)], [V = F (DBH, Dx)], [V = F (DBH, H, Dx)] have better R², AIC, and RSE than those with a single entry. These estimates provide a gain of precision even when the methodology and instruments used are subject to measurement errors, normally distributed, to the length of the stem (standard deviation ≤1.8 m) and of the second diameter (standard deviation ≤ 3.25 cm). 2) The modeling of the proportion of rejects, although resulting in a low R², is better described by considering the length of the stem and quality grade. In addition to the possibility of using quantitative parameters measured on stems, Okan’s commercial volumes are estimated by the: (i) proportion of rejects, (ii) use of a quality grade (ONADEF, 1992) and (iii) measurement of commercial length of stems. These equations can contribute to improve the estimation of commercial volumes of Okan wood in the study area.

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.