Les lichens terricoles constituent une composante importante de l'écosystème forestier boréal. Cependant, cet écosystème est dynamisé par différentes perturbations qui créent des changements environnementaux qui ont une répercussion directe sur la dynamique des populations des lichens terricoles, en particulier sur les espèces du genre Cladina. À leur tour, ces changements peuvent affecter le caribou forestier, les Cladina étant l'une de ses principales ressources alimentaires durant la saison hivernale. Les perturbations naturelles sont, dans une large part, responsables de la dynamique des Cladina en forêt boréale québécoise. Or, au cours des dernières décennies, la forêt boréale a subi de profondes transformations. La coupe totale sur de grandes superficies est devenue la principale pratique forestière. Ainsi, les régimes naturels de perturbations occupent des superficies moindres par rapport aux perturbations créées par l'aménagement forestier. Malgré l'importance de plus en plus grande de l'aménagement forestier, très peu de travaux ont documenté la réponse des lichens, entre autres les Cladina, aux effets de la coupe en forêt boréale. L'objectif général de cette thèse est de comprendre la dynamique d'installation et la croissance des lichens terricoles en particulier des Cladina après les perturbations naturelles et anthropiques dans les forêts d'épinettes noires de la ceinture d'argile du Québec. Dans cette étude, nous nous sommes fixés comme premier objectif de déterminer les principales différences structurales caractérisant les stades de développement des forêts d'épinettes noires et de comparer la biomasse des Cladina ainsi que la diversité et la composition des communautés de lichens terricoles. Les jeunes peuplements avaient montré un plus grand taux de recouvrement, une plus grande diversité et une plus grande biomasse des Cladina. Avec la fermeture de la canopée, dans les sites âgés de plus de 50 ans, on observe que la biomasse des Cladina et la composition en espèces des lichens terricoles diminuent considérablement pour ensuite augmenter dans les sites âgés de plus de 200 ans. La répartition des différentes espèces, telle que révélée par l'analyse canonique des correspondances, montre une distribution en fonction des caractéristiques des sites. Les lichens terricoles sont plus abondants dans les sites où l'épaisseur de la matière organique est faible. D'autre part, les résultats des analyses de régression multiple des variables environnementales montrent que l'ouverture de la canopée et l'épaisseur de la matière organique avaient un effet significatif sur le taux de recouvrement et la diversité des lichens terricoles, alors que l'âge et l'ouverture de la canopée montrent un effet significatif sur la biomasse des Cladina. L'arbre de régression multivariable avait montré que le temps et l'habitat sont des facteurs importants, puisqu'ils jouent des rôles différents dans la détermination de la composition des communautés lichéniques terricoles. Dans le chapitre deux, nous avons effectué une étude comparative de l'impact des feux et des coupes sur la composition, la diversité, l'abondance et la biomasse des communautés lichéniques dans la pessière noire à mousses du Québec. Les feux sont caractérisés par une plus grande abondance de mousses pionnières et ont affiché une dynamique d'établissement précoce de lichens terricoles avec une certaine abondance des Cladina dans le tapis lichénique. À l'opposé, davantage de lichens résiduels caractérisaient les communautés après coupe, la recolonisation des sites de CPRS (coupe avec protection de la régénération et des sols) indique que les lichens terricoles s'établissent plus tard avec l'établissement des Cladonia en premier suivies des Cladina. Cinq ans après perturbation, la richesse en espèces des lichens terricoles ainsi que la biomasse des Cladina étaient plus élevées dans les coupes que dans les feux. Toutefois, quelle que soit la nature de la perturbation (coupe ou feu), avec le temps (28 ans après perturbation), l'abondance, la biomasse et la richesse, des lichens terricoles sont comparables, en raison de l'ouverture de la canopée qui offre un microclimat idéal à la recolonisation des sites par les Cladina et les Cladonia dans les sites brûlés, et à leur persistance et leur développement dans les sites issus de CPRS. Comme les Cladina sont directement touchées par les coupes forestières qui perturbent leur habitat et qu'ils sont intimement associés aux stades post-incendies, nous nous sommes fixés comme troisième objectif de voir si l'aménagement par coupe partielle pourrait recréer l'hétérogénéité structurale nécessaire au maintien de l'abondance et de la croissance des Cladina. Nous avons quantifié la croissance de trois espèces de Cladina dans trois traitements de trois sites d'un réseau des coupes partielles, soient : (1) un témoin (non coupé); (2) une coupe partielle (niveaux d'extraction 45 à 86%); (3) une coupe totale (CPRS), afin de tester l'hypothèse selon laquelle l'aménagement par coupe partielle pourrait recréer l'hétérogénéité structurale nécessaire au maintien de l'abondance et à la croissance des Cladina. Les taux de croissance des trois espèces dans les trois sites variaient entre les espèces et entre les sites. Cependant, la variation la plus significative a été observée entre les traitements. La croissance des lichens était similaire dans les blocs de coupes partielles et des CPRS, tandis qu'une perte de biomasse a été observée chez un grand nombre de thalles dans les blocs témoins de forêts matures non récoltées. Les résultats de cette étude ont aussi montré que les coupes partielles seraient davantage susceptibles d'assurer le maintien des Cladina que les CPRS. De plus, en offrant de meilleures conditions de croissance aux lichens terricoles, les coupes partielles pourraient contribuer à conserver une ressource alimentaire importante pour le caribou forestier (Rangifer tarandus) tout en préservant des conditions forestières qui se rapprochent des forêts âgées, dont un couvert de protection, important pour cette espèce. Les résultats de cette thèse permettent de faire quelques recommandations quant au maintien des lichens dans les paysages aménagés. Nous suggérons des traitements sylvicoles par coupes partielles, car ils ont le potentiel de mieux préserver l'abondance des Cladina et de créer des conditions idéales à leur croissance, ce qu'une sylviculture conventionnelle par CPRS ne peut faire. Il y a cependant certaines limitations qui ne permettent pas à ce système de sylviculture expérimentale d'être adopté dans des peuplements démontrant un degré élevé de paludification. Pour ces forêts, une coupe totale suivie d'un feu dirigé serait la meilleure option afin de diminuer l'épaisseur de la matière organique et d'empêcher le retour rapide à la paludification ainsi que la préservation de l'habitat des lichens à long terme. Néanmoins, il est important de maintenir des vieilles forêts non perturbées pour la préservation de la biodiversité. En conclusion, un suivi périodique de l'abondance des Cladina dans le réseau des coupes partielles ainsi que des expérimentations de scénarios de brûlage dirigé après coupes totales sont recommandés. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Épinettes noires, CPRS, coupes partielles, feu, Cladina, Cladonia.

Les tourbières nordiques accumulent du carbone (C) puisque dans ces milieux, la production de la matière organique excède sa décomposition, ce qui a résulté en un important réservoir de C représentant environ 30% du C présent dans les sols terrestres à l'échelle de la planète. Puisque l'accumulation du C durant l'Holocène a influencé le climat global, les projections des changements climatiques devraient tenir compte de cette dynamique du C dans ces écosystèmes. Des variations de l'accumulation du C sont généralement liées à une combinaison de facteurs géomorphologiques (topographie du bassin), climatiques, des processus écologiques autogènes et des évènements ponctuels de perturbation. À part les feux, qui représentent une émission directe de C vers l'atmosphère, des facteurs internes et externes influencent la dynamique du C dans les tourbières. Les variations hydrologiques constituent un facteur déterminant en ce qui a trait aux assemblages végétaux. De plus, la végétation influence l'hydrologie par les processus de transpiration et d'isolation de la tourbe. L'objectif principal de la thèse était de quantifier les stocks de C ainsi que les taux d'accumulation pour trois tourbières boréales situées dans le nord du Québec. Nous avons de plus estimé l'influence des changements de la végétation, de l'hydrologie et de l'intensité et de la fréquence des feux de tourbière sur les taux d'accumulation du C, en tenant compte du contexte climatique holocène du nord du Québec. Afin de quantifier le volume de tourbe de chaque tourbière, les profondeurs ont été mesurées par sondage manuel ainsi que par un géoradar (GPR). La stratigraphie de plusieurs carottes échantillonnées dans chaque tourbière a été analysée. L'interpolation spatiale des taux d'accumulation du C a permis une reconstitution de chaque écosystème. Les changements de la végétation et de la nappe phréatique durant l'Holocène ont été reconstruits à l'aide d'analyses de macrorestes végétaux et de thécamoebiens. Les régimes de feu ont été reconstruits à partir du dénombrement de charbons de bois macroscopiques. Les variations temporelles des assemblages végétaux, de la nappe phréatique et de l'intensité et de la fréquence des feux ont été comparées aux fluctuations de l'accumulation du C. Les trois tourbières étudiées ont accumulé du C à un taux moyen de 16,2 g m*-2 an*-1 depuis l'âge maximum de 7510 cal BP, ce qui équivaut à une masse moyenne de C de 91 kg m*-2 et un réservoir total de C de 608 x 10*6 kg. Au début de leur développement, l'expansion latérale des tourbières a été rapide, tandis que l'accumulation du C à l'échelle de l'écosystème a culminé entre 5250 et 3500 cal BP. Malgré le fait que les taux d'accumulation verticale aient été généralement élevés dès le début du développement des tourbières, la topographie des bassins dans lesquels se sont développés ces écosystèmes a limité l'accumulation générale de la tourbe. Les résultats montrent que dans l'ensemble, les assemblages dominants de végétation ont varié dans le temps ainsi qu'entre chaque tourbière. Les périodes où les taux d'accumulation ont été élevés dans les tourbières de LLC et STE étaient dominées par une végétation de Sphagnum section Acutifolia, ainsi que par des nappes phréatiques intermédiaires entre 10-15 cm en dessous de la surface. Le ralentissement de l'accumulation du C durant l'Holocène récent a été associé aux fluctuations importantes de la nappe phréatique ainsi qu'à une diminution des sphaignes de la section Acutifolia. En effet, la présence de ces sphaignes limite les taux de décomposition en maintenant des conditions froides, acides, humides et faibles en nutriments, favorisant l'accumulation du C dans ces tourbières. En général, les tourbières MOS et STE montrent une moins grande présence de sphaignes dans leurs sections centrales, probablement dû au contexte physiographique local des bassins dans lesquelles elles se sont développées en maintenant des conditions minérotrophes jusqu'à 5450 et 4410 cal BP, respectivement. Les analyses de macrocharbons contenus dans la tourbe ont permis d'identifier des intervalles moyens de feu de 883 ans durant l'Holocène, même si d'importantes variations spatiales et temporelles ont été reconstituées. La fréquence des feux et la production de charbons a augmenté après 2000 cal BP. Néanmoins, les analyses de régression montrent que les feux n'ont pas été un facteur déterminant dans l'accumulation du C. De plus, les changements du régime des feux de l'Holocène récent semblent avoir été indépendants des changements dans la végétation locale. Le refroidissement néoglaciaire de ~3000 cal BP pourrait bien avoir été le facteur principal ayant engendré ces changements environnementaux. Ce refroidissement climatique a probablement affecté de façon négative les taux d'accumulation du C. De plus, les périodes synchrones de nappe phréatique basse durant l'Holocène récent ont probablement été une des principales causes du changement de la végétation, dominée alors par des espèces ligneuses aux dépens des sphaignes, une tendance observée notamment à LLC. Afin d'obtenir un portrait précis de l'accumulation à long terme du C, les reconstructions futures devraient tenir compte des variations de l'expansion latérale des tourbières, puisque les masses de C et les taux de l'accumulation issus de carottes centrales surestiment les taux à l'échelle de l'écosystème. Les changements climatiques futurs pourraient impliquer des augmentations à la fois de la nappe phréatique et des températures, ce qui aurait probablement un effet positif sur la croissance des sphaignes, et donc sur l'accumulation du C dans les tourbières de la région. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : tourbière, carbone, Holocène, feu, paléoécologie

Aujourd'hui la perte et la transformation des habitats sont les principales menaces qui causent la diminution de la diversité biologique. A Madagascar, 90% des espèces végétales sont endémiques de l'île et la plupart des formations végétales sont actuellement fortement dégradées ou remplacées par des formations secondaires résultant des activités humaines. Le bois de tapia, dominé par l'espèce endémique de Madagascar Uapaca bojeri, est une formation végétale sclérophylle limitée aux Hautes Terres de l'île. Cette formation, adaptée et résistante au régime de feu naturel de la région, est aujourd'hui fragmentée, couvrant une surface équivalente à 132 255 ha au total. Afin d'augmenter la protection du bois de tapia, une nouvelle aire protégée (NAP) a été établie sur le Massif d'Ibity. L'état actuel de la végétation de bois de tapia est le résultat de l'interaction de facteurs comme le type de sol, le climat, les pratiques humaines traditionnelles et le feu. Bien que le feu soit un des phénomènes qui fasse partie de la dynamique de cette végétation, le régime de feu actuel est également une des causes de sa dégradation. L'objectif de cette thèse est donc d'étudier le rôle du feu sur le cycle démographique et certains processus importants pour l'installation et le recrutement. Ainsi, la germination, la phénologie et la résistance des plantules au feu ont été étudiées. Cette recherche montre que le problème actuel du bois de tapia est 1) la réduction de la floraison et de la fructification par les fréquences de feu élevées ; 2) la réduction du pourcentage de germination après l'exposition des graines à de hautes températures, et 3) la mortalité élevée des plantules après le passage d'un feu, en particulier quand la quantité de combustible est élevée. Ainsi l'installation et le recrutement des espèces ligneuses sont limités par le feu, qui a un effet négatif sur la régénération naturelle. La gestion du feu autour de l'aire protégée est ainsi nécessaire pour sa conservation

Thèse de doctorat--Informatique et réseaux--Paris--ENST, 2005. / NAT = Network address translator. Bibliogr. p. 194-202. Index. Résumé en français et en anglais.

Cette thèse s'inscrit dans le cadre d'un projet de recherche européen (Transfeu), composé de 21 partenaires, dédié à l'estimation des effets du feu sur les personnes présentes dans un train et basée sur une méthodologie de sécurité incendie. L'objectif est de modéliser le comportement au feu d'un siège (matériaux multicouches) et d'un panneau vertical (composite) d'une voiture de train indépendamment de la source de feu et du design de la voiture. Le principe est basé sur l'étude de la réaction au feu de deux produits par une approche multi-échelle (de l'échelle de la matière à l'échelle réelle). A chaque échelle, les données expérimentales et numériques sont comparées et valident les processus de décomposition thermique et de combustion mis en jeu. Les données d'entrée sont estimées selon des essais normalisés ou à partir de la littérature et sont identiques pour toutes les échelles. Les phénomènes de décomposition thermique et de combustion sont simulés à partir d'un modèle de pyrolyse et d'un modèle de combustion à fraction de mélange. Cette comparaison, à complexité croissante, permet d'observer la capacité des modèles de FDS de reproduire des simulations réalistes. Les résultats permettent de souligner les limites des modèles et de les dépasser en proposant des solutions alternatives.

Le paradigme de la gestion durable des forêts demande aux gestionnaires de s'inspirer des perturbations naturelles lors de l'application des coupes forestières tant en fréquence qu'en répartition spatiale dans le paysage. Mais est-ce que ce paradigme peut vraiment maintenir la résilience écologique des forêts sous aménagement? La théorie écologique suppose qu'une gestion basée sur le régime des perturbations naturelles pourrait maintenir la résilience si les stratégies forestières maintiennent les patrons et les processus qui perpétuent les états désirés à l'intérieur de leur fourchette de variabilité naturelle tout en réduisant ceux qui augmentent la résilience des états indésirables. Mettre en application ces idées dans un contexte de gestion exige cependant une articulation soignée des états d'écosystème en considération ainsi que des perturbations et des stress qui affectent la persistance des états alternatifs possibles. De plus, ces états doivent être caractérisés aux échelles spatiales et temporelles pertinentes à leur expression afin de traduire ceux-ci en modalités de gestion adéquatement ajustés à ces échelles. Dans cette thèse, je pose la question suivante: comment les changements climatiques affecteront-t-ils la fréquence des grands feux dans les forêts feuillues du Témiscamingue dans le Québec méridional? J'examine cette question en faisant le lien entre la résilience des écosystèmes forestiers et le régime des perturbations naturelles dans un contexte de changements climatiques. Dans ce système, les états alternatifs considérés sont des peuplements de feuillus tolérants, des peuplements dominés par des pins et ceux dominés par des espèces pionnières où la principale perturbation naturelle considérée est le feu. Au tout début, je fais dans le premier chapitre une revue de la littérature concernant la résilience écologique. Après, j'analyse l'histoire du feu au Témiscamingue, avec une emphase sur son influence sur la composition forestière dans le paysage; j'étudie ensuite un gradient régional de feux afin de développer des modèles prédictifs en fonction de variables du climat; et finalement, j'estime les effets du changement de climat au Témiscamingue sur la végétation forestière dans un contexte dynamique avec le régime de feu en employant les modèles prédictifs du feu utilisant les sorties d'un modèle climatique global de circulation. Le deuxième chapitre me permet de reconstituer l'historique des grands feux au Témiscamingue à l'aide d'archives provinciales sur les feux, de l'interprétation de photos aériennes anciennes et de données dendrochronologiques. Sur la base de cette information, la fréquence du feu est estimée et l'hypothèse selon laquelle le temps écoulé depuis le dernier feu est une cause déterminante sur la composition en arbres est testée. En dépit de sa proximité à la forêt boréale mixte, ce paysage brûle relativement rarement, avec plus de 60% du paysage n'ayant pas brûlé depuis les dernières 413 années. Le cycle global du feu estimé, une évaluation du temps requis pour brûler une aire de taille équivalente au secteur d'étude, est de 494 ans (IC de 95% : 373-694 ans). Des analyses multivariées ont permis de distinguer des assemblages distincts en espèces d'arbre selon le temps écoulé depuis le dernier feu: les assemblages de Populus-Pinus dominent la canopée lorsque le temps écoulé depuis le dernier feu est court alors que des assemblages dominés par l'érable à sucre, le bouleau jaune et la pruche de l'est dominent lorsque temps écoulé depuis le dernier feu est long. Comparativement aux autres variables écologiques examinées, le temps écoulé depuis le dernier feu est celle qui explique le plus la composition forestière. Ces résultats suggèrent aussi que les plus longs cycles de feu observés récemment devraient favoriser une augmentation de la proportion des espèces évitant le feu dans le paysage, avec des conséquences potentiellement négatives sur la résilience de l'écosystème si un tel phénomène favorise l'exclusion locale d'espèces adaptées au feu. Pour comprendre le rôle que joue le climat sur le système forêt-feu de la forêt feuillue, les caractéristiques climatiques, humaines et biophysiques du paysage ont été mises en relation avec l'occurrence des grands feux et les superficies brûlées pour tout le territoire Grands Lacs/Fleuve St-Laurent du Canada. Cette évaluation a été faite en (i) caractérisant les grands feux (> 200 ha) récents (1959-1999) dans 26 paysages et (ii) en analysant ces données dans le cadre de la théorie de l'information que pour comparer six hypothèses concernant les rôles des conditions météorologiques propices aux incendies de forêt, impliquant les normales de climat, les densités de population et de route, et les caractéristiques écologiques telles que les dépôts de surface et la présence des coupe-feu. Trois cents quatre-vingt-douze grands feux ont brûlé 833.698 ha pendant la période d'étude, brûlant annuellement en moyenne 0.07% ± 0.42% (± écart-type) de la superficie forestière des paysages. L'activité du feu était fortement saisonnière, avec la plupart des feux se produisant en mai et juin. Une combinaison 1) des précipitations de l'hiver précédent, 2) du déficit ou du surplus en précipitation pendant la saison de feu et 3) du pourcentage de paysage couvert par les dépôts de surface bien drainées explique le mieux l'occurrence des feux et la superficie brûlée. L'occurrence du feu change seulement en fonction des variables du climat, tandis que la superficie brûlée est également expliquée par l'importance du tremble et du pin dans le couvert forestier, la densité de population humaine et deux caractéristiques durables du paysage, soit la superficie occupée par de grands plans d'eau et celle occupée par les dépôts fluvioglaciaires. Ces résultats peuvent aider à concevoir des stratégies d'adaptation pour les augmentations prévues de l'occurrence des conditions météorologiques propices aux feux sévères, surtout dans l'ouest de la région. ils permettent aussi de mettre en priorité les paysages selon les caractéristiques durables mentionnées ci-dessus et donnent des indications sur les modalités de gestion à définir dans un contexte de contrôle des effets du feu sur les ressources forestières et le maintien de l'intégrité écologique. Basé sur le modèle développé au chapitre 3, le dernier chapitre présente comment les changements climatiques pourraient affecter la dynamique forêt-feu au Témiscamingue. Cette évaluation est réalisée en trois étapes. D'abord, j'identifie le rôle relatif de différentes variables des conditions météorologiques propices au feu en expliquant l'occurrence des grands feux et la superficie brûlée à travers la forêt de la zone de végétation des Grands Lacs/Fleuve St-Laurent de l'est du Canada. En second lieu, j'examine comment ces variables météorologiques ont changé historiquement au Témiscamingue et, troisièmement, comment ils peuvent changer selon différents scénarios de changements climatiques selon le modèle global canadien de circulation. Au Témiscamingue, les moyennes des températures maximales mensuelles pendant la saison de feu (mai à octobre) et des périodes sèches ont expliqué le mieux l'occurrence du feu et la superficie brûlée. Depuis 1910, les températures moyennes mensuelles maximales sont restées stationnaires au Témiscamingue tandis que les périodes sèches sont devenues moins fréquentes. Chacun des trois scénarios de changement climatique montre une augmentation des températures maximales mensuelles moyennes et une diminution des périodes sèches pendant le 21ème siècle, combinaison impliquant une augmentation faible des superficies annuelles brûlées. En dépit de cette augmentation, et étant donné que les coupes forestières affectent des superficies plusieurs fois plus grandes que celles affectées par les feux, les effets du changement de climat sur le feu n'affecteront probablement pas la structure et la composition des forêts autant que la foresterie, la succession ou les perturbations naturelles telles que le chablis. La résilience des peuplements dominés par les pins diminuera probablement tandis que celle des peuplements dominés par les feuillus tolérants augmentera. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Résilience écologique, Forêt feuillue, Témiscamingue, Feu, Changements climatiques.

Devant le besoin de nouveaux outils d'aide à l'investigation post-incendie, cette thèse se propose d'évaluer le recours à des modèles numériques pour apprécier un scénario proposé par un expert. Pour cela, les conditions d'utilisation de la version 4 de Fire Dynamics Simulator (FDS) ont été déterminées dans une optique de reconstitution de sinistres. Une méthode a ensuite été développée afin de confronter les résultats des simulations aux observations faites lors de l'investigation : cette méthode se base sur l'utilisation de multiples points de comparaison qui sont des effets thermiques ou mécaniques remarquables sur un matériau. Les résultats obtenus ont ensuite été utilisés pour la simulation de deux cas réels. Le premier s'attache à comparer, à des simulations, des mesures de propagation de flammes à la surface d'un matelas dans deux configurations différentes. Cela est réalisé afin d'évaluer le modèle de combustion solide de FDS dans différentes conditions de ventilation. La seconde application est la reconstitution d'un incendie ayant fait une victime dans un appartement. Ce second cas a été choisi dans le but d'évaluer les méthodes de simulation et d'utilisation des points de comparaison établies dans les premiers chapitres.

L'intérêt pour l'écologie des feux de forêt ainsi que sa compréhension a augmenté depuis les trente dernières années, cependant il subsiste toujours des lacunes dans les connaissances qui traitent de l'hétérogénéité spatiale des feux de forêt. Ainsi, il est généralement admis que le régime de feu varie en réponse à des processus écologiques déterminés par les conditions climatiques et physiques, qui en retour affectent la succession et la mosaïque forestière. Alors que le régime de feu est caractérisé par plusieurs attributs tels que la taille, la fréquence, la sévérité, la saisonnalité ou encore l'intensité des feux, cette thèse s'intéresse principalement à la variation spatiale des superficies, de la fréquence et de la forme des feux. L'objectif général est d'améliorer les connaissances sur le régime en forêt boréale en déterminant les facteurs responsables de la variation régionale de ces attributs et d'en analyser les effets sur les processus écologiques qui affectent l'établissement du couvert après feu. Le territoire étudié couvre un vaste territoire de plus de 400 000 km2 dans la forêt boréale de l'est du Canada. Plus particulièrement, on s'intéresse ici à l'hétérogénéité spatiale du régime de feux en lien avec la composition et la morphologie des dépôts de surface et leur drainage (SDD) dans la province du Québec. En effet, alors que les SDD jouent un rôle majeur dans l'établissement de la végétation et la structure des paysages des forêts boréales, peu d'études ont réussi à mettre en évidence le lien entre les différents types de SDD et la variabilité régionale du régime de feu. Pourtant, en raison de leur épaisseur, de leur morphologie, et leur texture ainsi que de leur drainage, les dépôts de surface sont attendu pour affecter le potentiel d'assèchement du combustible et donc d'influencer le régime de feu. C'est pourquoi, dans cette thèse, nous avons tenté principalement de répondre à trois questions peu documentées dans la littérature des feux de forêt. Tout d'abord, afin de vérifier si les dépôts de surface peuvent affecter la fréquence des feux, nous avons réalisé une classification des SDD afin d'illustrer leur potentiel d'assèchement du combustible et nous avons ensuite estimé le cycle de feu par type de SDD (Chapitre I). Par la suite, nous avons évalué si les différentes valeurs de cycle de feu observées entre les SDD varient d'une région à l'autre. Nos résultats montrent une variation considérable du cycle de feu entre les types de SDD (de 144 à 425 ans) et entre les régions (de 90 à 715 ans). Une analyse discriminante suggère qu'une combinaison de facteurs climatiques (précipitation, indice d'aridité et température) et physiques (till xérique indifférencié et till mésique indifférencié) pourrait expliquer ces variations à l'échelle régionale. En outre, nos résultats montrent que les valeurs de cycle de feu des SDD ne peuvent pas se distinguer significativement dans des environnements climatiques très favorables à la sécheresse estivale et donc propices à la propagation du feu (cycle de feu < 150 ans). A l'inverse, lorsque le climat est moins propice au feu (cycle de feu > 300 ans), les SDD se distinguent significativement. Deuxièmement, afin de vérifier si la physionomie du paysage impose un contrôle sur le régime des feux, nous avons testé si l'orientation des SDD, des cours d'eau et du relief peuvent influencer l'orientation, la taille et la forme des feux à l'échelle régionale (Chapitre II). La taille, la forme, l'orientation et l'excentricité ont été calculés pour chaque feu puis compilés par écodistricts sélectionnés de la province de Québec entre 1970 et 2010. Les écodistricts ont été regroupés sur la base de ces mêmes attributs avec une analyse de groupement hiérarchique. Ensuite, des variables environnementales incluant la température, les précipitations, l'indice de sévérité de feux, la topographie, les dépôts de surface et l'hydrographie ont été testées pour décrire chaque zone en utilisant une analyse canonique de redondance. Nos résultats montrent des différences significatives entre la taille, la forme et l'orientation des feux qui permettent de distinguer des zones spatialement homogènes et contigües. Ces résultats permettent de suggérer que l'orientation dominante des feux à l'intérieur des zones répond à une orientation similaire des cours d'eau et des SDD. Dans certaines zones, une direction des vents dominants parallèles à l'ensemble du paysage au moment du feu peuvent créer des conditions de propagation propices aux très grands feux (taille moyenne > 17 000 ha). Troisièmement, pour tester l'effet des SDD sur le rétablissement des forêts après feu, nous avons estimé la vitesse et la qualité d'établissement du couvert forestier en fonction du temps depuis le dernier feu pour passer du stade de brûlis au stade régénéré puis au stade de jeune forêt (Chapitre III). Nous avons testé si les forêts situées dans les régions sèches (caractérisées par une proportion élevée de SDD secs, de faibles précipitations et un cycle de feu court) tendent à se rétablir plus lentement après feu, menant à une forêt moins dense, par rapport à une région plus humide caractérisée par un cycle de feu plus long. Des comparaisons de régressions logistiques multinomiales avec le critère d'information d'Akaike suggèrent que les variables les plus significatives expliquant la régénération après feu sont le temps depuis feu, le type de SDD, l'indice canadien de sécheresse et les précipitations de la saison de croissance. Un rétablissement rapide et dense des forêts, indicateur d'une meilleure croissance, est observé sur les dépôts de till subhydriques seulement dans les régions caractérisées par un cycle de feu long (> 500 ans). À l'inverse, un rétablissement lent et peu dense, indicateur d'un manque d'individus génère une forêt clairsemée dans les régions caractérisées par un cycle de feu court (< 200 ans) et une proportion élevée de dépôts grossiers secs tels que les juxta-glaciaires, mais aussi les dépôts mésiques dans certains cas. En conclusion générale, on peut dire que l'ensemble des résultats a permis une meilleure compréhension du régime de feu dans les forêts boréales en mettant en relief l'effet des SDD sur la variabilité spatiale du régime de feu à l'échelle régionale. La thèse, dans son ensemble, nous rappelle l'importance des facteurs à grande échelle sur la dynamique forestière post-feu. Alors que le climat reste le facteur déterminant dans la variabilité du régime de feu, nos résultats montrent que les SDD, dans certaines conditions, peuvent modérer ou accentuer la fréquence et la taille des feux voir même contraindre leur orientation. En dépit des limites potentielles, attribuables à la grandeur de l'échelle des analyses, ces nouvelles connaissances ont des implications pour un aménagement durable des forêts et une meilleure gestion des incendies en forêt boréale. Ces connaissances seront certainement aussi utiles pour envisager des stratégies d'adaptions aux changements climatiques. Alors que cette thèse se concentre sur la province du Québec, il est envisageable que l'approche et les conclusions développées ici soient applicables pour l'ensemble de la forêt boréale où le feu demeure la perturbation naturelle dominante. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Aménagement écosystémique, indice canadien de sécheresse, changements climatiques, cycle de feu, dépôts de surface, drainage, géomatique, géomorphologie, pessière à mousses, orientation, régionalisation, régénération.

Le feu est une des préoccupations majeures des avionneurs et des compagnies aériennesétant donnée la grande quantité de combustibles hautement inflammables à bord. De plus, lamenace au feu augmente par l'allègement grâce à la substitution de l'aluminium par dematériaux composites inflammables. La simulation numérique des grandes échelles estappliquée à un feu de nappe de kérosène de grande échelle soumis à un vent traversier avecprise en compte d'un aéronef de type d'aluminium et celui composite. La combustion esttraitée à l'aide d'une réaction globale et une hypothèse de chimie infiniment rapide, choixvalables tant que le feu est dans un régime de sur-ventilation où la combustion est contrôléepar le mélange des réactifs. L'interaction entre la combustion et la turbulence est traitée parune approche de type EDC (Eddy Dissipation Concept). L'équation des transferts radiatifs estrésolue à l'aide de la méthode des volumes finis. Les propriétés radiatives du milieu sontestimées à l'aide d'un modèle à larges bandes donnant une bonne approximation ducoefficient d'absorption par rapport aux calculs spectraux. Les suies sont modélisées par unmodèle semi-empirique de type Smoke-Point tenant compte du processus de formation dessuies par nucléation. Pour l'instant, le modèle de pyrolyse simple, contrôlée par latempérature, est utilisé à travers d'une approche du nombre de transfert de masse. Desanalyses spécifiques ont été menées par nos soins sur la forme de flamme, ainsi que sur lesflux thermiques, les champs de vitesse, de température et des espèces chimiques. Les résultatsobtenus sur les feux à une échelle intermédiaire sont en accord avec les résultatsexpérimentaux. Ils sont par contre difficilement comparables aux résultats expérimentaux surles feux à une échelle plus importante tridimensionnelle car l'instrumentation dans le domaineen aéronautique est très difficile. Quelques soient la taille de foyer et l'intensité de vent, leflux de chaleur maximal venant de nappe de kérosène semble inférieur à 340 kW/m2.

Le feu est une des préoccupations majeures des avionneurs et des compagnies aériennesétant donnée la grande quantité de combustibles hautement inflammables à bord. De plus, lamenace au feu augmente par l'allègement grâce à la substitution de l'aluminium par dematériaux composites inflammables. La simulation numérique des grandes échelles estappliquée à un feu de nappe de kérosène de grande échelle soumis à un vent traversier avecprise en compte d'un aéronef de type d'aluminium et celui composite. La combustion esttraitée à l'aide d'une réaction globale et une hypothèse de chimie infiniment rapide, choixvalables tant que le feu est dans un régime de sur-ventilation où la combustion est contrôléepar le mélange des réactifs. L'interaction entre la combustion et la turbulence est traitée parune approche de type EDC (Eddy Dissipation Concept). L'équation des transferts radiatifs estrésolue à l'aide de la méthode des volumes finis. Les propriétés radiatives du milieu sontestimées à l'aide d'un modèle à larges bandes donnant une bonne approximation ducoefficient d'absorption par rapport aux calculs spectraux. Les suies sont modélisées par unmodèle semi-empirique de type Smoke-Point tenant compte du processus de formation dessuies par nucléation. Pour l'instant, le modèle de pyrolyse simple, contrôlée par latempérature, est utilisé à travers d'une approche du nombre de transfert de masse. Desanalyses spécifiques ont été menées par nos soins sur la forme de flamme, ainsi que sur lesflux thermiques, les champs de vitesse, de température et des espèces chimiques. Les résultatsobtenus sur les feux à une échelle intermédiaire sont en accord avec les résultatsexpérimentaux. Ils sont par contre difficilement comparables aux résultats expérimentaux surles feux à une échelle plus importante tridimensionnelle car l'instrumentation dans le domaineen aéronautique est très difficile. Quelques soient la taille de foyer et l'intensité de vent, leflux de chaleur maximal venant de nappe de kérosène semble inférieur à 340 kW/m2.