Au Québec, la zone de la forêt boréale, qui se distingue par de grandes superficies de peuplements de conifères, se caractérise par un aménagement forestier important. Parmi les quatre espèces de pins qui se retrouvent naturellement au Québec, le pin gris {Pinus banksiana Lamb.) présente la plus importante valeur économique en raison de son abondance et de sa distribution sur un vaste territoire. La régénération naturelle du pin gris est assurée par une banque de graine aérienne, enfermée dans des cônes sérotineux qui s'ouvrent lors du passage d'un feu de forêt. Après une coupe forestière, la régénération préétablie est insuffisante dans la majorité des peuplements, ce qui implique un recours accru à la plantation pour assurer le renouvellement des pinèdes exploitées. Les plants utilisés sont produits dans des récipients à paroi rigide qui induisent des déformations importantes du système racinaire et qui affectent plus de 95% des plants de pins gris. D'un autre côté, jusqu'à 30% des individus plantés arborent une tige sinueuse qui réduit la qualité du bois. Les études comparatives entre des peuplements dont l'origine diffère restent rares pour le pin gris, rendant difficile la compréhension globale des déformations racinaires et de la sinuosité des tiges sur le développement des arbres. Enfin, les études qui portent sur l'impact de la plantation considèrent le plus souvent la performance des plants (volume, accroissement annuel) et elles tiennent rarement compte de la qualité du bois. Pour les racines, lorsqu'elles sont étudiées, les observations portent surtout sur l'allocation de la biomasse et les ratios entre les structures aériennes et souterraines. L'objectif de cette recherche consiste à caractériser la croissance et le développement des structures aériennes et souterraines des pins gris, par une approche novatrice, à savoir l'architecture des plantes. Cette méthode est rarement utilisée au Québec, et le pin gris n'a fait l'objet d'aucune étude portant sur son architecture. Il s'agit d'une approche multi échelle qui prend en considération l'ensemble des structures d'un arbre, dont elle décrit leur nature et leur organisation relative dans l'arbre. Les objectifs secondaires sont: 1 ) de caractériser l'architecture de l'axe principal (la tige) du pin gris; 2) de comparer les variables utilisées pour l'analyse architecturale entre des pins gris naturels et plantés et présentant une tige droite ou sinueuse; 3) de déterminer le développement architectural, spatial et temporel des racines de pins gris plantés et naturels; 4) de caractériser comment les systèmes aériens et souterrains des pins gris s'harmonisent dans le temps et l'espace, en fonction de l'origine des peuplements. L'étude porte sur deux sites du domaine de la pessière à mousse de l'Ouest, dans la zone de la forêt boréale québécoise. La plantation date de 1987 et les individus étaient âgés de 15 ans. Le peuplement naturel s'est établi après un feu de 1983 et l'âge des arbres variait de 13 à 16 ans. Les sites ont été retenus pour minimiser les variations dues à l'âge, au climat et au sol. La tige, les branches et les racines de 40 pins gris ont été récoltées. Sur chaque site, dix individus présentaient une tige droite et dix autres, une tige sinueuse. La variabilité de la forme des tiges et la densité des peuplements ont été caractérisées. Les structures aériennes sont divisées en quatre échelles d'observation: l'arbre, les axes (tige et branches), les pousses annuelles et les unités de croissance. Les structures souterraines se divisent en trois échelles: le système racinaire, les axes et les segments. Les variables analysées diffèrent selon les structures et les échelles d'observation considérées, mais elles concernent l'une ou l'autre des données suivantes: le nombre, la longueur, le diamètre, la biomasse photosynthétique, le volume, l'évolution temporelle ou la répartition spatiale. Les pins sinueux sont moins fréquents sur le site naturel, ils se trouvent sous forte compétition (opprimés) et vont éventuellement être éliminés du peuplement avec son vieillissement. En plantation, le nombre élevé de tiges sinueuses (62%) est associé à l'origine du site. Ces tiges présentent une qualité du bois réduite et la croissance des arbres en est affectée. Le caractère polycyclique des pousses annuelles apparaît avec un retard de 3 ans sur les tiges sinueuses par rapport aux tiges droites du même site. La quantité de biomasse disponible pour la photosynthèse s'acquiert donc avec un certain retard pour les tiges sinueuses, du moins en milieu naturel, car en plantation la biomasse reste comparable entre les deux formes de tiges. L'utilisation de l'énergie pour développer du bois de compression pourrait expliquer en partie la taille réduite des arbres sinueux. Au niveau des systèmes racinaires, après 15 ans de croissance, les pins gris plantés ne présentent pas de racine pivotante et les racines principales sont initiées à 97% dans les 20 premiers cm de sol. À l'opposé, en milieu naturel, tous les individus présentent un pivot, et 30% des racines principales sont initiées à plus de 20 cm de profondeur. De plus, 50% de la longueur des racines des arbres plantés se concentre sur une superficie correspondant au tiers de la surface du sol, secteur qui concorde avec la position du sillon. En milieu naturel, les racines se répartissent régulièrement tout autour des tiges. Dans la couronne des pins gris naturels, la longueur des branches est maximale dans un secteur opposé aux racines, alors qu'en plantation, les branches présentent une longueur maximale dans la même direction que les racines. Ainsi, en milieu naturel, lorsque les facteurs externes (vent, neige) agitent la couronne, les arbres auraient tendance à osciller moins que les pins plantés. Ces derniers offrent un moins bon support perpendiculairement au sillon, alors que la couronne présente la plus forte emprise aux facteurs externes dans cette direction. À ces éléments spatiaux s'ajoutent le fait que la croissance annuelle en longueur des racines latérales des arbres plantés montre un retard de cinq ans par rapport au milieu naturel, bien que la tige se développe normalement pendant cette période. Ainsi, en plantation, le développement rapide de la tige ne s'appuie pas sur un système racinaire étendu pour la période de 1 à 5 ans après la germination. Tous ces facteurs augmentent les risques de sinuosité des tiges plantées, cette sinuosité pouvant être induite, entre autre, par le vent ou la neige. L'impact de ces deux facteurs sur les arbres risque de prendre d'autant plus d'importance avec le temps, en raison de l'augmentation de la taille de la couronne (jusqu'à un certain point) avec le vieillissement des arbres. L'effet des facteurs externes se trouve encore augmenté si la stabilité de l'arbre n'est pas assurée dans toutes les directions, comme c'est le cas en plantation. La conséquence ultime d'un système racinaire déformé consiste au renversement des tiges, à laquelle s'ajoute la diminution permanente de la qualité induite par la sinuosité chez les arbres juvéniles. De plus, la densité des plantations favorise un accès plus grand à la lumière, ce qui conduit à une augmentation du nombre et du diamètre des n?uds présents sur les tiges. Hors, ces derniers diminuent la qualité du bois, tout comme la sinuosité. D'un autre côté, la faible densité des plantations favorise une croissance plus rapide des arbres. La recherche d'un équilibre entre gain en croissance et qualité du bois serait appropriée pour cette espèce, d'autant plus qu'elle est reconnue pour avoir un haut potentiel d'héritabilité des caractères génétiques. Parmi les critères qui expriment un potentiel intéressant, le polycyclisme des tiges est sans doute le prochain à prendre en compte. En effet, l'accroissement du nombre de cycles formés par année agit directement sur le gain en longueur des tiges, donc sur le volume de bois produit. Par contre, tous les cycles n'apportent pas un gain valable: certaines UC sont très courtes, bien qu'elles induisent une augmentation du nombre de branches, ce qui diminue la qualité totale du bois. Afin de produire du bois de bonne qualité, particulièrement au niveau mécanique, et en quantité suffisante pour répondre à la demande, il est nécessaire d'améliorer les techniques de production des plants et de déterminer les méthodes de préparation du sol qui présentent le moins d'incidence sur les racines, afin de diminuer les risques liés à la plantation. La réduction du temps requis pour la production des plants, l'utilisation des récipients différents de ceux employés traditionnellement, l'absence de sillons ou un scarifiage à double passage, la variation de la densité des peuplements font partis des critères qui méritent d'être analysés quant à leurs impacts sur le développement des tiges et des racines des pins gris. Mots clés: Pinus banksiana; pin gris; architecture; sinuosité; racine; croissance; évolution spatiale; évolution temporelle; ratio aérien / souterrain; plantation; régénération naturelle; qualité du bois; branches; polycyclisme.

Au Québec, bien que la croissance et la dynamique des peuplements d'épinettes noires [Picea mariana (Mill.) BSP] situés au nord du 52ième parallèle et au sud du 51ième parallèle aient souvent été étudiées, aucune étude n'a toutefois encore porté sur les peuplements situés entre les latitudes 51° N et 52° N, soit au nord de la pessière à mousse fermée. Dans cette étude, nous avons comparé les structures d'âge et la croissance en diamètre, en hauteur et en volume des épinettes noires régénérées naturellement après feu dans trois jeunes peuplements situés sur des sites mésiques entre les 51lème et 52ieme parallèles, issus d'un échantillonnage stratifié. Les trois peuplements à l'étude se sont établis suite à un feu ayant eu lieu autour de 1900, 1920 et 1925 dans les sites C6S1, C7S1 et TOI, respectivement. La structure d'âge des trois sites étudiés était équienne et a montré une période d'établissement s'étendant sur 15 à 20 ans. Nous avons aussi procédé à une analyse de tige sur les 10 épinettes noires dominantes vivantes de chaque site d'étude. L'analyse dendrochronologique des sections de tige prélevées sur ces épinettes noires a permis de déterminer leur âge et de construire des courbes moyennes de croissance en hauteur, en diamètre et en volume. Nous avons aussi comparé la croissance des épinettes noires dominantes des peuplements étudiés à celle de deux peuplements situés entre les 49ième et 51ième parallèles soit au c?ur de la pessière à mousse. II n'y avait aucune différence significative dans le DHP et la hauteur totale des épinettes noires entre les trois peuplements étudiés à l'époque où ils ont été échantillonnés pour l'analyse détaillée de la tige. Également, la hauteur, le diamètre et le volume total n'ont pas différé de manière significative entre les peuplements à 70 ans, soit le dernier âge commun entre les arbres échantillonnés. Notre résultat supporte l'hypothèse que la croissance juvénile des épinettes noires est très lente. Les épinettes noires ont un modèle de croissance en diamètre, en hauteur et en volume semblable pour les trois peuplements étudiés. Dans l'ensemble, aucune différence dans les taux de croissance en diamètre et en volume moyens sur 5 - ans n'a été trouvées entre les trois peuplements étudiés, ni entre les deux secteurs. Il n'y avait également aucune différence significative dans les taux de croissance en hauteur moyens sur 5-ans entre les trois peuplements étudiés. Par contre, une différence significative dans les taux d'accroissement en hauteur moyens sur 5-ans a été trouvée entre les deux secteurs. Aussi, des différences significatives ont été trouvées pour les premières années suivant le feu au niveau de l'accroissement en diamètre, en hauteur et en volume entre les peuplements étudiés de même qu'entre les deux secteurs. En raison d'une densité de tige plus élevée, le coefficient de défilement (Hauteur/DHP) dans les deux peuplements d'épinettes noires au sud était plus haut que ceux situés entre les 51ième et 52ième parallèles. Les résultats ont indiqué que les taux de croissance annuels moyens en diamètre des gaules de tous les peuplements étudiés ont différé légèrement les uns des autres. Également, les épinettes noires dominantes de chaque site ont eu un taux de croissance plus élevé que les gaules de la même espèce bien que les deux groupes présentent une variation de croissance semblable d'année en année. Ainsi, sous ces peuplements équiennes fermés, les gaules se sont développées beaucoup plus lentement même si elles ont le même âge que les arbres de l'étage dominant et n'atteindront pas 5 cm de diamètre avant l'âge de 60 ans.

La formation des cernes de croissance du sapin baumier (Abies balsamea (L.) Mill.) a été étudiée à l'aide d'analyses anatomiques. Cette approche suppose que les variations anatomiques peuvent être reliées à certaines conditions climatiques. Cette étude consiste à décrire la mise en place du cerne de croissance et à déterminer les facteurs climatiques qui l'influencent. Pour ce faire, 20 sapins baumiers dominants ont été sélectionnés, dans deux sites d'étude situés en forêt boréale au nord du lac St-Jean (49°58' N ; 72°30' O). Des micro-carottes de bois (1mm de diamètre par 2 cm de long) ont été extraites au dhp (1,3m) des troncs de sapin à toutes les deux semaines durant la saison de croissance de 1997. Les carottes, colorées à la safranine, ont été fixées dans de la paraffine pour en faire des sections de 15 \im à l'aide d'un microtome. Le logiciel Mac Cell? a été utilisé pour la saisie des images cellulaires. Un programme d'analyse d'images a été utilisé pour calculer les paramètres cellulaires suivants : surface et diamètre du lumen, largeur des parois cellulaires, densité et largeur totale de la cellule. Les données climatiques, dont la température de l'air et du sol, les précipitations et la quantité d'eau dans le sol ont été mesurées et enregistrées à l'aide de stations météorologiques situées dans les sites d'étude. La saison de croissance a été analysée en deux parties, soit la formation du bois initial et celle du bois final. Les analyses cellulaires ont permis de démontrer que la formation du bois initial s'étend sur une période d'à peine un mois soit, de la fin juin à la fin juillet. C'est au cours de cette période que la majorité du cerne de croissance est formé, soit environ 70 %. La période de formation du bois final s'étend de la fin juillet à septembre. La date de la transition entre le bois initial et le bois final est difficile à évaluer, car la lignification complète des trachéides de bois final peut-être décalée de deux semaines et plus par rapport à la division et l'élongation cellulaire. La cessation des divisions cellulaires et de l'augmentation de la largeur du cerne a lieu à la fin du mois d'août. Cependant, la comparaison des profils de densité du bois final entre le début septembre et le début octobre a permis de démontrer que la lignification se poursuit durant le mois de septembre. Les résultats indique que les précipitations et la quantité d'eau dans le sol n'influencent pas l'ajout de cellules, le diamètre radial des cellules et la largeur des parois cellulaires. Les relations entre ces différents paramètres n'étaient pas toujours cohérentes entre les deux sites d'étude. Les précipitations n'influence pas directement la formation du bois, spécialement lorsqu'elles sont abondantes et régulièrement distribuées tout au long de la saison de croissance. Les variations de la température de l'air semblent influencer la formation des cellules et leur diamètre. Au plan de la relation entre la croissance et les températures de l'air, les résultats sont cohérents dans les deux sites. Plusieurs facteurs, dont l'intervalle d'échantillonnage de 14 jours, le manque de données météorologiques en début de saison de croissance et la difficulté de comparer les données cellulaires et climatiques limitent en parties les différents résultats obtenus. Les analyses cellulaires sont un bon moyen pour comprendre la formation du cerne de croissance. Cependant, au plan des relations climat-croissance, quelques améliorations seront nécessaires afin d'obtenir de bonnes corrélations. D'autres facteurs climatiques, dont la photopériode et la couverture de neige au sol, devront aussi être pris en compte lors d'études subséquentes.

Les connaissances relatives à la croissance de la tige de l'Épinette noire et sa réaction à une coupe forestière sont bien documentées. Mais les études portant sur la reprise de croissance au niveau du système racinaire de cette espèce sont rares. L'objectif premier était de déterminer le patron de croissance et d'installation du système racinaire de la régénération pré-établie après une coupe. Le second objectif était de comparer la croissance de la tige et du système racinaire entre des tiges supprimées et co-dominantes, et ce, pour deux types de drainage. Deux peuplements purs d'Épinette noire ont été choisis dans la région de Chicoutimi pour cette étude. ONA-90-06 est un site au drainage humide sur sol organique dont le peuplement d'origine a été coupé en 1941. Le site LAU- 89-05 est mésique sur sol d'origine alluviale fluviatile, coupé en 1925. Cinq tiges codominantes et cinq tiges dominées ont été choisies dans chacun des sites. Les systèmes racinaires ont été excavés manuellement, jusqu'à un diamètre d'environ 2 cm. Par la suite, les racines ont été coupées en sections transversales d'environ 10 cm et les souches en sections de 2 cm. Chaque section est ensuite traitée pour permettre des mesures dendrochronologiques, puis interdatée. Une analyse de tige a été effectuée sur l'ensemble des échantillons de tronc et de racine. La croissance des racines étant excentrique, une régression, utilisant le volume des sections des racines mesuré par déplacement d'eau, a été déterminée et utilisée pour corriger l'erreur du volume calculé par la sommation des troncs de cône. Des analyses de variance à mesures répétées ont été utilisées pour comparer entre elles les classes de hauteur et les sites. Ces analyses portaient sur l'évolution de la croissance en volume du tronc et du système racinaire, de la croissance en hauteur cumulée, de la croissance en longueur des racines, des ratios du volume cumulé racine:tige et des ratios de l'élongation cumulée racinettige. D'autres résultats sont présentés: l'âge des tiges, la croissance spécifique en volume (ASV), l'initiation des racines, l'évolution de l'importance des racines selon leur période d'initiation dans le volume racinaire et la fréquence des racines montrant un arrêt de croissance. L'origine des tiges n'a pu être déterminée, mais elles faisaient partie de la régénération pré-établie et elles avaient toutes moins de trois mètres au moment de la coupe. La reprise de croissance débute dès la coupe dans le tronc et les racines, mais la croissance des racines est très rapidement favorisée en terme de croissance en volume les toutes premières années. Deux patrons d'initiation des racines les premières années après la coupe ont été déterminés: il y a initiation de nouvelles racines adventives durant cette période chez la majorité des tiges supprimées et co-dominantes, tandis que celles ayant une faible reprise de croissance malgré une hauteur à la coupe comparable à celles des co-dominantes n'initient aucune racine lors de cette période. Les tiges supprimées ont toujours des taux de croissance inférieurs aux tiges co-dominantes du même site et leur reprise de croissance après la coupe est plus lente. L'évolution des paramètres de croissance s'effectue de façon similaire entre les deux sites, mais avec un léger délai sur le site Ona. La croissance en hauteur est supérieure sur le site Lau, tandis que les ratios et la croissance des racines sont supérieurs sur le site Ona. Le volume des tiges n'est pas différent entre les sites. La mortalité racinaire qui a pu être déterminée semble avoir lieu régulièrement et de façon plus importante chez les tiges supprimées, avec une augmentation au début des années 1970. Les proportions que représentent les racines en fonction de leur période d'initiation dans le volume des systèmes racinaire sont fonction de l'importance des initiations durant les périodes ultérieures et de la mortalité racinaire. Pour la plupart des tiges, les racines initiées avant la coupe occupent une part importante du volume durant quelques décennies. La plus faible croissance des tiges supprimées est expliquée en terme de microsites moins favorables à leur développement plutôt que par la compétition ou le génotype. Les différences entre les sites se situent plus particulièrement au niveau des systèmes racinaires. Ces différences sont expliquées par l'impact négatif sur le site Ona du drainage et de l'épaisseur de l'humus ; les mousses et sphaignes interceptent les éléments nutritifs, et l'impact est visible lors de la reprise de croissance et après quelques décennies. Les perturbations (coupes ou épidémies) semblent favoriser l'initiation racinaire, probablement en réponse aux changements dans l'équilibre hormonal et dans le milieu de croissance. La croissance du tronc de la régénération pré-établie de l'Épinette noire après une coupe forestière est bien documentées, mais pas la croissance racinaire. Les objectifs étaient de déterminer le patron de croissance et d'installation du système racinaire de la régénération pré-établie après une coupe, et de comparer la croissance de la tige et du système racinaire entre des tiges supprimées et codominantes, et ce, pour deux types de drainage. La croissance en volume des racines est très rapidement favorisée les toutes premières années. La plus faible croissance des tiges supprimées est expliquée en terme de microsites moins favorables à leur développement. Les différences entre les sites, qui se situent surtout au niveau racinaire, sont expliquées par l'impact négatif du drainage et de l'épaisseur de l'humus. La coupe et les épidémies favorisent l'initiation racinaire, probablement en réponse aux changements dans l'équilibre hormonal et dans le milieu de croissance.

Au Québec, l'éclaircie commerciale est une pratique relativement récente qui consiste à récolter une fraction des tiges marchandes dans un peuplement qui n'a pas encore atteint l'âge d'exploitabilité. Cette opération vise ainsi à améliorer la croissance des tiges résiduelles et à augmenter la production ligneuse utile. Par la suppression de certains compétiteurs, l?éclaircie provoque en général une augmentation de l'accroissement en diamètre et en volume ainsi qu'une modification de la forme de la tige. Le défilement est l'un des indicateurs de qualité des billes destinées au sciage. Afin de maximiser la production de bois de sciage, la tige doit présenter une forme se rapprochant le plus possible d'un cylindre. L'objectif de cette étude consiste à évaluer l'effet de l?éclaircie commerciale sur la croissance et la forme de la tige du pin gris (Pinus banksiana Lamb.) et d'interpréter les résultats obtenus en fonction de la qualité du bois produit pour le sciage. Pour ce faire, des analyses de tiges ont été effectuées sur des arbres provenant de trois peuplements témoins et de quatre peuplements éclaircis au cours des années 1970 à 1980, en Abitibi. L'accroissement en volume, la longueur du houppier, le coefficient de décroissance ainsi que le profil de ces tiges ont été comparés. Selon les résultats, les arbres provenant de peuplements éclaircis présentaient en moyenne un accroissement en volume deux fois plus élevé que celui des témoins. Toutefois, les arbres ont réagi différemment selon leur taille et le site où ils ont été récoltés. En effet, les arbres traités de grande taille ont moins réagi au traitement que les subordonnés et une variation importante du gain en volume a été observée entre les quatre sites éclaircis. La longueur du houppier et le défilement des tiges n'ont été que légèrement augmentés par l'éclaircie. En absence de traitement, la croissance radiale était plus élevée au sommet de l'arbre. Suite à l?éclaircie, les arbres traités présentaient un accroissement radial supérieur dans le tiers inférieur de leur tige. L'éclaircie commerciale semble donc être une pratique sylvicole favorable à la production de bois. En effet, le volume et le diamètre ont augmenté sans que le défilement et la longueur du houppier ne soient modifiés de manière à réduire la qualité des tiges.

Les entreprises manufacturières doivent aujourd'hui répondre à de nouveaux impératifs environnementaux. À cet égard, elles cherchent à mieux définir l'impact de l'ensemble de leurs activités et lorsque cela est possible, à mettre en valeur leur performance environnementale. Dans certains secteurs, où la compétition est particulièrement vive, la capacité de présenter une offre compétitive à plus faible impact environnemental peut permettre à l'entreprise d'augmenter considérablement ses parts de marché. C'est dans cet esprit que ce travail vise, d'une part, à étudier le cas d'un producteur de bois lamellé-collé, à quantifier son empreinte environnementale en réalisant une analyse de cycle de vie et à identifier des pistes d'amélioration possibles de la chaîne de valeur de l'entreprise sur la base de ses impacts mesurés. Les résultats mettent en lumière les enjeux soulevés par les analyses de cycle de vie issues de données spécifiques au contexte québécois par comparaison avec des études européennes et américaines. Dans le cas du produit du bois à l'étude, les émissions de gaz à effet de serre sont de l'ordre de la moitié de celles estimées dans les bases de données disponibles.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 1998. / Comprend des réf. bibliogr.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2008. / Titre de l'écran-titre (visionné le 9 mai 2008). Bibliogr.

Thèses (M.Sc.)--Université de Sherbrooke (Canada), 2006. / In ProQuest dissertations and theses. Titre de l'écran-titre (visionné le 16 oct. 2007). Publié aussi en version papier.

Diss.--Fachbereich Geschichtswissenschaften--Berlin--Freie Universität, 1988.