La gestion de l’azote (N) est un défi pour les producteurs de maïs-grain (Zea mays L.) biologique qui comptent sur les cultures de couverture (CC) pour combler les besoins en N de cette culture. L’objectif de cette étude était de déterminer l’effet de mélanges de CC semés en dérobée sur l’approvisionnement en N du maïs-grain. Une expérience de deux ans a été répétée sur trois années sites. Le dispositif expérimental était un plan factoriel en tiroir avec quatre blocs, où les CC étaient en parcelles principales : un témoin enherbé sans CC, une CC de pois (Pisum sativum L.) et des mélanges de 2, de 6 et de 12 espèces. La fertilisation organique du maïs-grain était en parcelle secondaire (0 ou 120 kg N ha-1 ). Aux trois années-sites, la proportion du pois fourrager variait entre 45 et 93 % de la biomasse aérienne des mélanges. La CC de pois a produit la biomasse aérienne la plus élevée (2,636 kg ha-1 ), mais la biomasse racinaire la plus faible (693 kg ha-1 ) en comparaison avec les mélanges. Le contenu en N de la biomasse aérienne totale variait entre 8 et 140 kg N ha-1 , alors que le contenu en N de la biomasse racinaire était en moyenne de 13 kg N ha-1 . À l’implantation des CC, la biomasse des plantes adventices était inversement corrélée à la biomasse aérienne des CC. Le rendement le plus élevé de maïs-grain a été observé dans la CC de pois et les mélanges de 2 et de 12 espèces, tandis que le rendement le plus faible, dans le témoin enherbé et le mélange de 6 espèces. Finalement, la fertilisation organique a permis d'augmenter le rendement du maïs-grain de 10 % en moyenne. D’autres pratiques innovantes de gestion des CC sont nécessaires pour rendre le système de culture du maïs-grain biologique plus productif. / Grain corn (Zea mays L.) is a high nitrogen (N) demanding crop, and synchronizing N supply with crop N needs is particularly challenging for organic producers. Therefore, they rely heavily on legume cover crops (CC) for N input. The overall goal of the research project was to assess the effect of fall-seeded cover crop mixtures on nitrogen supply to corn. A two-year field experiment was repeated at Laval University experimental farm (2017-2018; 2018-2019) and on an organic commercial farm (2017-2018). The experimental design was a split-plot with four blocks, in which CC treatment (Year 1) was the main plot factor: a weedy control without CC, a pure stand of field pea (Pisum sativum L.), and mixtures of 2, 6 and 12 species. The corn organic fertilization (Year 2) was the subplot factor (0 or 120 kg N ha-1 ). Among all site-years, the proportion of field pea in the total aboveground biomass ranged from 45 to 93%, within all mixtures. The highest aboveground plant biomass (2,636 kg ha-1 ) and the lowest belowground plant biomass (693 kg ha-1 ) were both observed in the pure stand of field pea. In the fall, weed biomass was inversely correlated with cover crop aboveground biomass. Nitrogen content in the aboveground plant biomass ranged from 8 to 140 kg N ha-1 , whereas N content of the belowground plant biomass averaged 13 kg N ha-1 . The highest corn yield was observed in the pure stand of field pea, the 2-species, and the 12-species mixtures, while the lowest yield was observed in the weedy control and the 6-species mixture. Moreover, organic fertilization only increased corn yield by 10% for all CC treatments and site-years. Additional innovative CC management practices are needed to make organic CC-based corn cropping systems more productive.

L’objectif de ce projet est de contribuer à des grilles de fertilisation mieux adaptées aux cultures du haricot et du pois au Québec. Pour ce faire, 16 essais de fertilisation ont été réalisés entre 2008 et 2012 principalement dans la région de la Montérégie. Les données ont été jumelées aux résultats d’essais effectués entre 1978 et 1981 dans les mêmes cultures pour un total de 31 et 32 essais dans la culture du haricot et du pois, respectivement. Pour établir les grilles de fertilisation, les données ont été traitées par méta-analyse à l’aide du logiciel meta-Win 2.1 (Rosenberg et al., 1999). Suite aux méta-analyses, la dose d’azote suggérée pour les deux cultures est de 60 kg N/ha. Les doses proposées pour le phosphore varient entre 0 à 60 kg P2O5/ha et celles du potassium de 20 à 30 kg K2O/ha selon les analyses et les deux indicateurs de fertilité P/AlM-III et de KM-III, respectivement.

Suite aux travaux de Marie Glanc de l'Observatoire de Paris sur l'imagerie rétinienne in vivo à partir d'optique adaptative (OA) et à ceux d'Hubert Gardette sur le développement de la tomographie optique cohérente (OCT- système d'interférométrie) plein champ appliquée à l'ophtalmologie, le projet de coupler ces deux techniques a fait l'objet d'une troisième thèse, celle-ci. Elle consiste en l'étude de faisabilité du couplage dans l'optique d'un usage ophtalmologique in vivo et non invasif. L'étude passe en revue les nombreuses contraintes auxquelles se soumettre ainsi que les diverses améliorations du principe pour parvenir à un détail de la sensibilité théorique finale d'un tel système d'imagerie.

La connaissance des matériaux de l'art participe à la conservation et à la restauration des oeuvres du patrimoine. A cette fin la tomographie par cohérence optique (OCT), technique d'imagerie interférentielle développée initialement pour l'étude des tissus biologiques, a été détournée ici de son application première pour l'étude des pigments des couches picturales en utilisant l'extension récente de l'OCT à la spectroscopie par transformée de Fourier résolue spatialement. Nous disposons d'un dispositif OCT plein champ fonctionnant dans le domaine temporel, utilisant un objectif de Mirau et une source émettant dans le domaine du visible. Le système introduit des effets d'ouverture conduisant à décaler les spectres vers les grandes longueurs d'onde. Après avoir défini un protocole nous permettant de corriger ces effets, nous avons validé avec succès la mesure de réflectivité d'échantillons d'or plans. Les particules de pigments sont des particules diffusantes et absorbantes de forme et de taille aléatoires de l'ordre du micromètre. A partir du cas sphérique nous avons établi théoriquement et expérimentalement que la mesure spectrale par OCT dépend des caractéristiques morphologiques de chaque particule analysée. La dispersion des mesures au sein d'un échantillon rend alors impossible la distinction de deux particules de matériaux différents. Cependant, le calcul de la moyenne sur un grand nombre de particules de même type permet de discriminer deux couches juxtaposées ou superposées, ce qui a été vérifié expérimentalement sur pigments jaunes et rouges. En couplant l'analyse spectroscopique à l'imagerie, on améliore ainsi la caractérisation d'un échantillon

Les pertes de fertilisant azoté utilisé en agriculture sont parmi les principaux polluants impliquées dans la dégradation de la qualité de l’eau au Québec. Sous couvert de grande culture, les nitrates lessivés peuvent atteindre 185 kg ha-1. Synchroniser la fertilisation azotée avec le prélèvement des cultures serait une manière d’optimiser l’utilisation de l’azote et ainsi de réduire le lessivage de nitrate. La modélisation déterministe du cycle de l’azote couplé à un modèle de dynamique de l’eau dans le sol pourrait aider à cette optimisation. Les objectifs de l’étude étaient : (1) de développer un modèle empirique de production de nitrate à la surface du sol, (2) de combiner ce modèle avec HYDRUS afin de prédire la quantité de nitrate lessivé vers les drains et (3) d’évaluer la contribution de l’azote fourni par la matière organique du sol au lessivage de nitrate. Dans cette étude, nous avons utilisé des équations d’estimations des pools d’azotes et de leurs transformations. Les équations ont été combinées en 60 patrons de relâchement du N utilisant une fonction de mise en solution de N pour le nitrate, 4 fonctions pour l’ammonium, 5 pools d’azote organique du sol et 3 fonctions de relâchement de N de l’azote organique du sol et des lisiers. Ces patrons de relâchement de N ont été appliqués dans un traitement de fertilisation minérale et quatre traitements de fertilisation organiques pour un total de 300 patrons uniques de relâchement de nitrate. Les résultats démontrent que les méthodes d’évaluation des contributions des formes d’azote basées sur des données atmosphériques, de rotation de culture ou de granulométrie du sol peuvent mener à des résultats intéressants. La méthode de prédiction doit être différente si le fertilisant appliqué sur la parcelle est organique ou minéral. / Agricultural nitrogen fertilizer losses are among the main pollutants involved in water quality degradation in Quebec. Under maize crop, leached nitrate can reach up to 185 kg ha-1. Synchronizing nitrogen fertilization with crop uptake would be a way to optimize the use of nitrogen fertilizer and reduce nitrate leaching. The process-oriented modeling of the nitrogen cycle coupled with a soil water model could contribute to simplifying the optimisation of nitrogen fertilizer use. The objectives of this study were to: (1) to determine the most suitable soil surface empirical nitrate production model, (2) to couple this model with HYDRUS in order to predict nitrate leaching into subsurface drains, and (3) to evaluate the soil organic nitrogen contribution to nitrate leaching. In this study, we used nitrogen pools and transformations in governing mass balance equation. The equations were combined into 60 N-release patterns taking into account one dissolution function of nitrate, 4 transformation and dissolution functions for the ammonium, 5 organic nitrogen pools and 3 N organic nitrogen from the soil and manure release functions. These N release patterns were applied for a mineral fertilizer treatment and four organic fertilizer treatments for a total of 300 unique nitrate release patterns. The results demonstrate the accuracy of the methodological framework to evaluate the contributions of nitrogen based on atmospheric data, crop rotation or soil particle size. The prediction method must be different if the fertilizer applied to the plot is organic or mineral. In addition, the study showed that the soil organic nitrogen contribution tends to decrease as the organic fertilizer application rates increases. The simulations also showed that the nitrate masses leached are closely related to the fertilizer supply nitrogen content.

Les pratiques de l’agriculture biologique favorisent la biodiversité et la santé du sol. Mais entreprendre une transition vers l’agriculture biologique est une étape cruciale pour une entreprise agricole, cette période amenant souvent une baisse des rendements. Les objectifs du projet sont d’évaluer l’effet de différents itinéraires agronomiques sur le stockage de carbone dans le sol et sur la santé du sol, ainsi que sur les performances agronomiques des cultures lors des deuxième et troisième années de la période de transition biologique en grandes cultures. Les quatre itinéraires agronomiques comparés sont des systèmes avec un labour printanier (A), un labour d’automne (B), un labour d’automne sans fumier (C) ou un travail du sol minimum (D). Les itinéraires n’ont pas eu d’effet sur la résistance à la pénétration du sol, la stabilité des agrégats, la protéine du sol et la respiration du sol. La concentration et le stock de carbone en surface (0-15 cm) étaient similaires entre les itinéraires mais supérieurs dans D par rapport à C dans la couche 15-30 cm. La période de transition de trois ans n’a pas été suffisante pour influencer la santé des sols avec les quatre itinéraires testés. En 2017, le rendement en orge était plus élevé avec l’itinéraire B que le A, mais non différent de l’itinéraire D. Pour le maïs-grain (Zea mays L.) en 2018, l’itinéraire D a entraîné le rendement le plus faible alors que les rendements étaient similaires pour A, B et C. Les cultures de couverture enfouies pour les itinéraires A, B et C, et l’application de fumier pour les itinéraires A et B ont bénéficié au maïs-grain, par rapport à l’itinéraire D. À la troisième année (2019) de la transition biologique, les itinéraires agronomiques n’ont pas eu d’effet sur le rendement de soya (Glycine max (L.) Merr.), culture moins exigeante en azote. / Organic farming practices promote biodiversity and soil health. But undertaking a transition to organic farming is a crucial step for a farm, this period often leading to lower yields. The objectives of the project were to assess the effect of different management systems on soil carbon storage and soil health, as well as on the agronomic performance of crops in the second and third years of the transition to organic farming in field crops. The four agronomic management systems tested consisted of spring plowing (A), fall plowing (B), fall plowing without manure (C) or minimum tillage (D). The management systems had no effect on resistance to soil penetration, stability of aggregates, protein and soil respiration. Carbon concentration and stock at the soil surface (0-15 cm) were similar between the systems but higher in D compared to C in the 15-30 cm layer. The three-year transition period was not sufficient to influence soil health with the four management systems tested. In 2017, the barley yield was higher with the management system B than with the A, but not different from D. For grain corn in 2018, management system D resulted in the lowest yield while the yields were similar for A, B and C. Grain corn benefited from cover crops (management systems A, B and C) and the application of manure (A and B), compared to D. In the third year (2019) of the organic transition, agronomic management systems had no effect on the yield of soybeans, a crop requiring less nitrogen.

Thèse en cotutelle : Université Laval, Québec, Canada et Institut national supérieur des sciences agronomiques, agroalimentaires, horticoles et du paysage Rennes, France / L'objectif de cette étude était de comparer le rendement des cultures (maïs, soya, blé) et l'impact environnemental (santé du sol et stockage de C et de N) de 20 itinéraires techniques combinant le type de travail du sol (travail réduit, labour), la gestion des résidus de culture (récoltés ou retournés au sol) et cinq différentes sources fertilisantes(organiques et minérales) sur deux sols à texture contrastée (loam sableux et argile limoneuse) sur une période de neuf ans. Après une période de transition de six ans, les rendements sous travail réduit étaient de 8 à 30 % supérieurs qu'avec le labour dans l'argile limoneuse. Dans le loam sableux, l'effet du travail réduit variait (-20 à 13 %), principalement en fonction de la culture et de l'année. La concentration en C organique du sol, la biomasse microbienne et le diamètre moyen pondéré des agrégats dans les 10 premiers centimètres de sol étaient de 14 à 58 % plus élevés dans le travail réduit que dans le labour, mais le travail réduit du sol n'a eu aucun effet sur les stocks de C et de N lorsque tout le profil était considéré (0-60 cm). Les engrais de ferme permettaient d'obtenir des rendements semblables à l'engrais minéral dans le blé et ont même eu un arrière-effet positif sur le rendement du soya dans le loam sableux. Cependant, dans le maïs, les écarts de rendement observés entre l'engrais minéral et les engrais de ferme étaient parfois très importants, mais aussi très variables (0 à -38 %), en fonction des conditions météorologiques de la saison de croissance. Parmi les engrais de ferme, le lisier de porc donnait généralement de meilleurs rendements, mais le lisier de bovin et le fumier de volaille avaient des effets positifs plus marqués sur les indicateurs de santé du sol en surface. Le lisier de bovin et le fumier de volaille favorisaient l'accumulation de C et de N dans la fraction lourde et grossière de la matière organique (coarse-MAOM) des sols à l'étude. Dans l'argile limoneuse, le lisier de bovin et le fumier de volaille ont également permis l'accumulation de C et de N organique dans la fraction fine et stable de la matière organique du sol, contribuant ainsi à la stabilisation de C et de N sur le long terme dans la couche de surface. Inversement, les résidus de culture avec un rapport C/N plus élevé ont contribué également à la santé du sol, mais principalement via l'accumulation de C dans les fractions grossières de la matière organique. Lorsque tout le profil était considéré, l'effet des traitements sur les stocks de C était plus faible dans les 15 premiers cm de sol (0,36 à 0,76 kg C m⁻²) que dans les couches sous-jacentes (jusqu'à 2,3 kg C m⁻² pour la couche 30-45 cm). L'effet net des pratiques agricoles sur les stocks de C et de N, lorsque tout le profil était considéré(0-60 cm), dépendait donc principalement des changements en profondeur. Dans le loam sableux, ces changements étaient influencés par une interaction triple entre le travail du sol, la gestion des résidus de culture et la source fertilisante. Les stocks de C en profondeur étaient les plus élevés lorsque le labour du sol était combiné au retour des résidus de culture et à l'utilisation d'engrais de ferme liquide. Cependant, sous fertilisation minérale, les stocks étaient plus élevés en profondeur lorsque les résidus étaient récoltés. Les résultats de cette thèse montrent bien que les itinéraires techniques agricoles devraient être adaptés aux caractéristiques culturales et pédoclimatiques propres à chaque site. En plus de fournir une preuve terrain en soutien aux récentes théories expliquant les mécanismes de stabilisation du C dans le sol, cette thèse propose un modèle conceptuel permettant d'intégrer la notion de fertilité du sol à ces concepts émergeants en considérant la coarse-MAOM comme une fraction pivot dans les cycles de C et de N du sol. Elle démontre également l'importance de considérer les stocks de C profond (>30 cm) afin de mesurer avec justesse l'effet des pratiques agricoles sur les stocks de C du sol, du moins sous des conditions froides et humides. Il faudra donc continuer d'approfondir notre compréhension des mécanismes biogéochimiques impliqués dans les interactions sol-plantes-atmosphère pour faciliter le développement de systèmes de production rentables, durables et résilients, tout en contribuant à la lutte aux changements climatiques. / The objective of this study was to compare the crops yield (corn, soybean wheat) and environmental effect (soil health and C and N storage) of 20 different crop management itineraries combining two tillage regimes (minimum tillage, moulboard plowing), crop residue management (harvested or returned to soil) and five different fertilizer sources (organic and mineral) on two soils with contrasting textures (sandy loam and silty clay) over a 9-year period. After a transition period of 6 years, reduced tillage yielded 8-30% more grain, than mouldboard plowing in the silty clay soil. In the sandy loam soil, the benefits of minimum tillage on crop yield varied (-20 to 13%), mainly according to crop type and meteorological conditions. Organic C concentration, microbial biomass and the mean weight diameter of stable aggregates in the first 10 cm of soil were 14-58% higher under reduced tillage than mouldboard plowing, but reduced tillage had no effect on C and N stocks when the entire profile was considered (0-60 cm). Similar wheat grain yields were obtained with the mineral fertilizer and farmyard manures and manures even had a positive legacy effect on soybean yield in sandy loam. For corn, however, the yield differences observed between mineral fertilizer and farmyard manures were highly variable (0-38%) and mostly depended on weather conditions. Among farmyard manures, the use of liquid swine manure generally resulted in greater yields, but cattle and poultry manures had a greater effects on surface soil health indicators. Cattle and poultry manures promoted the accumulation of C and N in the heavy and coarse fraction of soil organic matter (coarse-MAOM) of both soils. In the silty clay soil, cattle and poultry manures also fostered the accumulation of organic C and N in the fine and stable fraction of soil organic matter, thus contributing to the long-term stabilization of C and N in the surface soil layer. Conversely, crop residues with a higher C/N ratio contributed to soil health mainly through the accumulation of C in the coarse fractions of organic matter. When the entire profile was considered, the effect of treatments on C stocks was smaller in the first 15 cm of soil (0.36 to 0.76 kg C m⁻²) than in deeper soil layers (up to 2.3 kg C m⁻² for the 30-45 cm layer). The net effect of farming practices on C and N stocks when the entire profile was considered (0-60 cm) therefore mainly depended on changes at depth. In the sandy loam soil, these changes were influenced by a three-way interaction between tillage, crop residue management and fertilizer source. Deep C stocks were the highest when tillage was combined with crop residue return and the use of liquid farmyard manures. However, under mineral fertilization, deep C stocks were the highest when residues were harvested. This thesis highlights the fact that agricultural combinations of management practices should be adapted to the cultural and pedoclimatic characteristics of each site. In addition to providing field evidence in support of recent theories regarding soil organic matter formation and stabilization processes, this thesis proposes a way to integrate soil fertility concepts to these emerging theories by considering the coarse-MAOM as a pivotal fraction in both C and N cycles. It also demonstrates the importance of considering deep C stocks (>30 cm) to accurately measure the effect of agricultural practices on soil C stocks, at least under cold and humid conditions. It will therefore be necessary to keep deepening our understanding of the biogeochemical mechanisms involved in soil-plant-atmosphere interactions to ensure the profitability, sustainability, and resilience of our production systems while contributing to climate change mitigation.

L'amélioration de notre compréhension des mécanismes et processus qui affectent le cycle du phosphore (P) dans les sols de grandes cultures est un préalable au développement de meilleures pratiques de sa gestion. L'objectif général de l'étude a été de déterminer l'effet des pratiques agricoles (travail du sol, fertilisation phosphatée, systèmes de cultures) sur la dynamique du P, particulièrement le P disponible aux plantes, dans les sols de grandes cultures. Nous avons aussi déterminé l'effet des cycles de gel et de dégel sur la disponibilité du P de la couche superficielle du sol, et la distribution du P dans les agrégats dans le semis direct et le labour conventionnel. Deux sites de longue durée, Canadien et Français, ont été utilisés. Le site Canadien est une rotation maïs - soja dans laquelle les facteurs de variation ont été le travail du sol (semis direct, labour conventionnel), les cycles de gel et de dégel et la fertilisation phosphatée. Le site Français est une monoculture de maïs où on a fait varier la fertilisation phosphatée. Dans les deux types de travail du sol, le P du sol disponible aux plantes sous une rotation biannuelle maïs - soja diminue avec le temps pour se stabiliser autour de 30 et 25 mg P kg⁻¹ avec le traitement 0 P dans le semis direct et le labour conventionnel, respectivement. Dans la monoculture de maïs, il y a une relation linéaire stable quelque soit la durée d'expérimentation entre le statut de P et le bilan cumulé. L'évaluation mécaniste et quantitative de la disponibilité du P du sol aux plantes permet de modéliser les variations du statut de P du sol pour les régimes de fertilisation équilibrés. Cette étude a montré que l'augmentation des cycles de gel et de dégel entraîne des niveaux élevés de P extrait à l'eau et la solution Mehlich-3 dans le semis direct amendé de résidus de culture comparé au labour conventionnel. Lorsque le sol est séparé en agrégats stables à l'eau, la teneur en P extrait à l'eau des agrégats sous le semis direct augmente dans l'ordre particule-(limon + argile) < micro- < meso- < macro-agrégats; sous le labour conventionnel, on observe une distribution aléatoire du P extrait à l'eau entre les agrégats stables à l'eau.

Cette recherche a été réalisée en vue de déterminer les conditions de culture qui favorisent un rendement optimal de l'if du Canada établi en champ. Des traitements de densité de plantation, de fertilisation azotée, de récolte à divers moments de la saison et de tolérance à différents herbicides ont été comparés. Compte tenu de la croissance lente de l'if du Canada, un espacement de 0,5 m entre chaque plant permet un recouvrement complet des plates-bandes après cinq années de culture. Un apport annuel d'azote supérieur à 50 kg/ha n'a pas eu d'effet sur la croissance des plants, mais a rendu ces derniers plus susceptibles à la dessiccation hivernale. Le moment de la saison auquel a été effectuée la première récolte n'a pas eu d'effet sur le rendement de la deuxième réalisée 12 mois plus tard. Par ailleurs, les plants implantés depuis moins d'une année ont toléré sans dommage les pulvérisations de simazine appliquées avant le débourrement et les pulvérisations d'oxyfluorfène, de séthoxydime et de clopyralide appliquées peu de temps avant la fin de la croissance annuelle.

La culture sous abris avec des infrastructures de type grands tunnels est une nouvelle technologie permettant d’améliorer la production de framboises rouges sous des climats nordiques. L’objectif principal de ce projet de doctorat était d'étudier les performances de ces technologies (grands tunnels vs. abris parapluie de type Voen, en comparaison à la culture en plein champ) et leur effets sur le microclimat, la photosynthèse, la croissance des plantes et le rendement en fruits pour les deux types de framboisiers non-remontants et remontants (Rubus idaeus, L.). Puisque les pratiques culturales doivent être adaptées aux différents environnements de culture, la taille d'été (pour le cultivar non-remontant), l’optimisation de la densité des tiges (pour le cultivar remontant) et l’utilisation de bâches réfléchissantes (pour les deux types des framboisiers) ont été étudiées sous grands tunnels, abris Voen vs. en plein champ. Les plants cultivés sous grands tunnels produisent en moyenne 1,2 et 1,5 fois le rendement en fruits commercialisables que ceux cultivés sous abri Voen pour le cv. non-remontant ‘Jeanne d'Orléans’ et le cv. remontant ‘Polka’, respectivement. Comparativement aux framboisiers cultivés aux champs, le rendement en fruits des plants sous grands tunnels était plus du double pour le cv. ‘Jeanne d’Orléans’ et près du triple pour le cv. ‘Polka’. L’utilisation de bâches réfléchissantes a entrainé un gain significatif sur le rendement en fruits de 12% pour le cv. ‘Jeanne d’Orléans’ et de 17% pour le cv. ‘Polka’. La taille des premières ou deuxièmes pousses a significativement amélioré le rendement en fruits du cv. ‘Jeanne d'Orléans’ de 26% en moyenne par rapport aux framboisiers non taillés. Des augmentations significatives du rendement en fruits de 43% et 71% du cv. ‘Polka’ ont été mesurées avec l’accroissement de la densité à 4 et 6 tiges par pot respectivement, comparativement à deux tiges par pot. Au cours de la période de fructification du cv. ‘Jeanne d'Orléans’, les bâches réfléchissantes ont augmenté significativement la densité de flux photonique photosynthétique (DFPP) réfléchie à la canopée inférieure de 80% en plein champ et de 60% sous grands tunnels, comparativement à seulement 14% sous abri Voen. Durant la saison de fructification du cv. ‘Polka’, un effet positif de bâches sur la lumière réfléchie (jusqu’à 42%) a été mesuré seulement en plein champ. Dans tous les cas, les bâches réfléchissantes n’ont présenté aucun effet significatif sur la DFPP incidente foliaire totale et la photosynthèse. Pour le cv. ‘Jeanne d'Orléans’, la DFPP incidente sur la feuille a été atténuée d’environ 46% sous le deux types de revêtement par rapport au plein champ. Par conséquent, la photosynthèse a été réduite en moyenne de 43% sous grands tunnels et de 17% sous abris Voen. Des effets similaires ont été mesurés pour la DFPP incidente et la photosynthèse avec le cv. Polka. En dépit du taux de photosynthèse des feuilles individuelles systématiquement inférieur à ceux mesurés pour les plants cultivés aux champs, la photosynthèse de la plante entière sous grands tunnels était de 51% supérieure à celle observée au champ pour le cv. ‘Jeanne d’Orléans’, et 46% plus élevée pour le cv. ‘Polka’. Ces résultats s’expliquent par une plus grande (près du double) surface foliaire pour les plants cultivés sous tunnels, qui a compensé pour le plus faible taux de photosynthèse par unité de surface foliaire. Les températures supra-optimales des feuilles mesurées sous grands tunnels (6.6°C plus élevé en moyenne que dans le champ), ainsi que l’atténuation de la DFPP incidente (env. 43%) par les revêtements de tunnels ont contribué à réduire le taux de photosynthèse par unité de surface foliaire. La photosynthèse de la canopée entière était étroitement corrélée avec le rendement en fruits pour les deux types de framboisiers rouges cultivés sous grands tunnels ou en plein champ. / Protected culture such as high tunnels is a new technology to improve red raspberry crop production under Northern climates as found in Quebec, Canada. The main objective of this Ph.D. research was to assess the performance of high tunnels vs. Voen shelters, a novel umbrella-shaped cover structure, in comparison to open field cultivation, in terms of microclimate, photosynthetic performance, plant growth, and fruit yield for both floricane- and primocane-fruiting types of red raspberries (Rubus idaeus, L.). As cultural management practices need to be tailored to the different modified growing environments, relevant practices like summer pruning (for floricane-fruiting cultivar), cane density optimization (for primocane-fruiting cultivar) and reflective mulch (for both fruiting types) were tested under high tunnel and Voen shelter vs. open field. Plants grown under high tunnel produced on average 1.2 and 1.5 times more marketable fruit yield than under Voen shelter for floricane-fruiting cv. ‘Jeanne d’Orléans’ and primocane-fruiting cv. ‘Polka’, respectively. Compared to plants grown in open field, the fruit yield of high tunnel-grown plants was more than double for cv. ‘Jeanne d’Orléans’ and almost three times higher for cv. ‘Polka’. The use of reflective mulch had a significant positive effect on fruit yield, namely 12% for cv. ‘Jeanne d’Orléans’ and 17% for cv. ‘Polka’. Pruning the first or second flush of stems from the rhizome significantly improved fruit yield of cv. ‘Jeanne d’Orléans’ by 26% on average compared to unpruned plants. As cane density increased, the fruit yield of cv. ‘Polka’ increased significantly, namely by 43% and 71% for a cane density of 4 and 6 canes per pot, respectively, as compared to the standard lower cane density of 2 canes per pot. During the fruiting period of cv. ‘Jeanne d’Orléans’, reflective ground cover significantly increased the photosynthetic photon flux density (PPFD) reflected to the lower canopy by 80% in open field and 60% under high tunnel, compared to only 14% under Voen shelter. During the fruiting season of cv. ‘Polka’, a positive reflective mulch effect on the reflected light (up to 42%) was only found in open field. In all cases, ground cover had no significant effect on the total leaf PPFD and photosynthesis under any growing conditions. For cv. ‘Jeanne d’Orléans’, the leaf PPFD was attenuated by approx. 46% under both types of protective covering compared to open field. Correspondingly, photosynthesis was on average reduced by 43% under high tunnel and by 17% under Voen shelter. Cultivar ‘Polka’ plants shared a similar growing condition effects on leaf PPFD and photosynthesis. Despite the fact that lower individual leaf photosynthetic rates were consistently measured in tunnel-grown plants, once leaf-level photosynthesis was scaled up to the whole canopy, the photosynthetic production of tunnel-grown plants was found to be 51% higher than that observed in open field for cv. ‘Jeanne d’Orléans’, and 46% higher for cv. ‘Polka’. This was explained by the greater (nearly twice) leaf area of tunnel-grown plants, which compensated for their lower photosynthetic rate per unit leaf area, the latter being caused by the supra-optimal leaf temperatures found under high tunnel (6.6°C higher on average than in open field) as well as the attenuation of the leaf PPFD (approx. 43%) by the tunnel coverings. Whole-canopy photosynthesis was positively correlated with fruit yield for both fruiting types of red raspberry, whether cultivated under high tunnel or in open field.