La revégétalisation des sites miniers abandonnés à l’aide d’espèces ligneuses boréales représente une option intéressante pour la restauration des écosystèmes dégradés. Toutefois, l’utilisation de ces espèces demeure limitée par un manque de connaissances sur leur écologie racinaire et par la crainte que leurs systèmes racinaires puissent compromettre l’intégrité des systèmes de recouvrement artificiels (technosols). Nous avons testé l’effet de la diversité spécifique ligneuse, de la densité de plantation et du type de sol sur les stratégies racinaires de trois espèces boréales (Picea mariana, Pinus banksiana et Alnus viridis subsp. crispa) typiquement rencontrées dans les milieux boréaux perturbés et aux stades précoces de succession. Une expérimentation en serre de six mois a été menée en mésocosmes selon un dispositif expérimental modifié de Nelder, combinant des plantations monospécifiques et plurispécifiques, quatre niveaux de densité de plantation et deux substrats contrastés (pauvre et fertile). Plusieurs traits morphologiques, architecturaux et de biomasse des racines ont été mesurés et analysés à l’aide de modèles linéaires. Les résultats montrent que les traits racinaires associés à une stratégie plus acquisitive et une exploration fine du sol étaient significativement favorisé en présence de voisins hétérospécifiques : augmentation de la longueur spécifique (SRL); diminution de la densité tissulaire (RTD) des racines. La densité de plantation a influencé différemment les traits racinaires, révélant un découplage entre exploration et investissement structural : SRL élevée à forte densité; biomasse et profondeur maximale des racines plus élevées à faible densité. Les réponses au type de sol ont varié selon l’espèce, témoignant de stratégies fonctionnelles contrastées en conditions édaphiques contraignantes. Contrairement à la théorie classique, les résultats ont montré une allocation moindre de la biomasse des arbres vers la partie souterraine sur le substrat pauvre. Ces résultats contribuent à mieux comprendre les stratégies racinaires des espèces ligneuses boréales et fournissent des éléments clés pour orienter leur intégration sécuritaire dans les projets de restauration de sites miniers. Mots clés : traits racinaires, diversité spécifique ligneuse, densité de plantation, technosols, restauration des sites miniers.

Peuplier faux-tremble (Populus tremuloides), qui se reproduit principalement par drageons, présente une diversité clonale étonnamment élevée à travers son aire de répartition nord-américaine. Ce schéma génétique ne s’explique pas entièrement par le flux génétique ou les mutations somatiques connues, suggérant l’existence de mécanismes supplémentaires qui favorisent la différenciation clonale. Nous avons étudié si les greffes racinaires naturelles - connexions entre racines - fonctionnent comme une banque génétique souterraine, maintenant la diversité clonale par la régénération de drageons, même sans reproduction sexuée. Cette approche permet d’examiner comment le système racinaire contribue à la conservation et à la transmission de la variation génétique entre générations. Dans trois peuplements naturels au Québec, nous avons combiné dendrochronologie, excavation des racines et analyses génétiques (49 000 SNPs, 421 individus) pour identifier les racines vivantes et les greffes, y compris celles impliquant des souches mortes, ainsi que les génotypes des arbres et des drageons régénérés après une perturbation initiée par coupe des arbres. Notre étude indique que 70 % des arbres étaient reliés par des greffes ou des racines parentales, incluant des greffes reliant des arbres vivants aux racines de souches mortes. L’analyse phylogénétique a identifié 32 clones distincts : 17 présents avant perturbation dans la canopée, 15 uniquement dans les drageons régénérés après. Trois clones, absents de la canopée avant perturbation, ont été retrouvés dans des drageons issus de racines de souches mortes greffées sur des arbres vivants voisins de génotypes différents. Le nombre de clones a presque doublé après régénération, sans reproduction sexuée, soulignant le rôle des greffes dans la propagation de « nouveaux » clones. Ces résultats montrent que les greffes racinaires favorisent la persistance clonale à long terme en préservant la diversité génétique souterraine, soutenant le concept d’une « banque mémoire génétique » et renforçant la résilience des peuplements forestiers, avec des implications importantes pour la gestion durable et la conservation des populations clonales. Mots-clés : anastomose racinaire, diversité clonale, séquençage génétique, régénération végétative, système racinaire, peuplier, greffes racinaires

Les milieux humides (MH) assurent des fonctions écologiques essentielles, notamment la régulation hydrologique et le maintien de la biodiversité. Leur capacité à remplir ces rôles dépend en partie de leur classe (p. ex. marais, étang, marécage, tourbière) et de leur structure paysagère, définie par les attributs géospatiaux (p. ex. la taille, la forme, la connectivité). Toutefois, les efforts pour intégrer les types de MH avec leurs attributs géospatiaux demeurent peu explorés, limitant ainsi une meilleure compréhension de leurs fonctions écologiques, ce qui permettrait d’orienter la priorisation des milieux humides à des fins de conservation. Ce projet vise à analyser et regrouper, via une approche multi-échelle d’écologie du paysage, les types de MH et leurs attributs géospatiaux à l’échelle de la parcelle et du bassin versant, pour construire une typologie fonctionnelle[AL5.1][AL5.2]. Quatre unités de paysage représentatives, parmi onze à l’échelle régionale en forêt boréale, ont été sélectionnées afin de couvrir la variabilité des attributs géospatiaux observés dans l’ensemble de la zone d’étude. La typologie des MH a d’abord été établie séparément pour chaque unité de paysage sélectionné à l’aide d’une classification hiérarchique ascendante (basée sur la distance euclidienne et la méthode de Ward.D2, révélant des différences marquées du nombre de groupes fonctionnels identifiés (4 à 6 groupes dans les unités de paysage). Ensuite, les variables quantitatives décrivant la taille (p. ex. superficie du MH), la forme (p. ex. ratio périmètre/surface) et la connectivité (p. ex. distance au plus proche voisin) ont été utilisées pour entraîner un modèle Random Forest, afin d’unifier la typologie et de l’extrapoler à l’échelle régionale. Cette étape a conduit à l’identification de huit groupes fonctionnels distincts. La robustesse de cette typologie a été évaluée à l’aide d’une analyse discriminante linéaire, indiquant une précision de classification de 94 %. La cartographie régionale révèle une forte hétérogénéité spatiale, avec la dominance de milieux de taille moyenne à grande, compacts et davantage connectés, caractérisés par des attributs associés à un fort potentiel de rétention/stockage de l’eau et à une influence marquée sur les écoulements, mais aussi l’importance de groupes de très petite taille ou très isolés (potentiellement plus fragiles en contexte d’aménagement). Cette typologie améliore la classification et notre compréhension de la variabilité fonctionnelle des MH boréaux et fournit un outil opérationnel pour la conservation, en identifiant les groupes écologiquement sensibles susceptibles de voir leur capacité fonctionnelle compromise. Mots clés : milieux humides, typologie fonctionnelle, écologie du paysage, FRAGSTATS, attributs géospatiaux, forêt boréale.

Le bois mort et les dendromicrohabitats, c’est-à-dire, des petits habitats sur les arbres vivants ou morts tels que des cavités ou des fentes de tronc, sont des habitats clefs des vieilles forêts et sont essentiels au maintien d’une biodiversité spécialisée. Pourtant, leur abondance et leur diversité locale reste mal documentée dans les forêts boréales, ce qui est un obstacle pour la conciliation entre l’aménagement forestier et la conservation de la biodiversité. Ainsi, nous avons développé des modèles prédictifs de l’abondance et de la diversité du bois mort et des dendromicrohabitats dans les vieilles forêts boréales conifériennes du Saguenay-Lac-Saint-Jean en utilisant des données de télédétection. Pour ce faire, les variables d’abondance et de diversité du bois mort et des dendromicrohabitats ont été calculées à partir de données d’inventaire de 59 placettes de vieilles forêts. Ces variables ont ensuite été utilisées pour entraîner des modèles d’apprentissage automatique à l’aide de prédicteurs dérivés du LiDAR et de la composition des espèces d’arbres. Les modèles ont permis de prédire avec précision l’abondance du bois mort (R2 = 0,422, %RMSE = 29,4 %) et la diversité des dendromicrohabitats (R2 = 0,536, %RMSE = 4,98 %), ainsi que de prédire modérément la diversité du bois mort (R2 = 0,215, %RMSE = 16,98 %) et l’abondance des dendromicrohabitats (R2 = 0,246, %RMSE = 16,11%). Cependant, nos modèles ne permettent pas la prédiction robuste de la diversité des stades de décomposition des chicots. Les modèles révèlent une hétérogénéité dans la distribution spatiale du bois mort et des dendromicrohabitats au sein des vieilles forêts de la pessière à mousse qui peut être révélée avec le LiDAR. Les modèles améliorent la compréhension de la relation entre les habitats essentiels et la structure des forêts. Révélant que les forêts diverses en bois mort et en dendromicrohabitats et abondantes en bois mort ont des structures similaires tandis que les forêts abondantes en dendromicrohabitats ont une structure différente. Les cartes prédictives permettent d’identifier les peuplements à grande importance écologique pour la biodiversité associée au bois mort et aux dendromicrohabitats. Ces outils guideront la prise de décision quant aux peuplements voués à la rétention ou à la coupe, afin d’assurer le maintien d’habitats abondants et diversifiés dans les paysages forestiers boréaux.

L’augmentation récente de l’activité des incendies forestiers dans la forêt boréale canadienne expose les communautés nordiques à davantage de perturbations. Les approches actuelles de gestion du risque fondées sur la suppression privilégient la sauvegarde de l’environnement bâti et tiennent rarement compte des valeurs culturellement importantes pour les peuples autochtones. Cette étude vise à améliorer l’évaluation du risque d’incendie en intégrant les valeurs paysagères autochtones dans une approche participative et interculturelle d’analyse de la vulnérabilité. La recherche a été menée en collaboration avec les communautés eeyou (cries) de Nemaska et de Wemindji, situées en Eeyou Istchee, dans le nord-ouest du Québec. Des ateliers de cartographie participative ont été réalisés avec des tallymen (gardiens du territoire) et des usagers du territoire afin d’identifier des lieux et caractéristiques paysagères soutenant les activités culturelles, les moyens de subsistance et l’identité collective eeyou. Ces informations ont été intégrées dans un système d’information géographique et utilisées pour modéliser la probabilité de présence de valeurs paysagères à l’échelle des terrains de chasse familiaux des deux communautés à l’aide d’un classificateur Random Forest. Les résultats ont ensuite été croisés à un jeu de données comprenant les valeurs non-autochtones et avec des simulations de probabilité de brûlage produites avec Burn-P3 afin de cartographier le risque sous différents scénarios climatiques. Les cartes produites ont finalement été comparées aux feux observés durant la saison exceptionnelle de 2023 afin d’évaluer la robustesse des prédictions. Les résultats mettent en évidence des zones prioritaires pour des interventions de mitigation qui viendraient renforcer la résilience face aux changements du régime de feu. Recent increases in fire activity across the Canadian boreal forest are exposing northern communities to greater disturbances. Current risk management approaches based on fire suppression primarily prioritize the protection of built environments and rarely account for values that are culturally important to Indigenous peoples. This study aims to improve forest fire risk assessment by integrating Indigenous landscape values into a participatory and intercultural vulnerability analysis framework. The research was conducted in collaboration with the Eeyou (Cree) communities of Nemaska and Wemindji, located in Eeyou Istchee, northwestern Quebec. Participatory mapping workshops were held with tallymen (land stewards) and land users to identify places and landscape features that support cultural activities, subsistence practices, and the collective identity of the Eeyou people. These data were integrated into a geographic information system and used to model the probability of landscape value presence across family hunting grounds of both communities using a Random Forest classifier. The results were then combined with a dataset of non-Indigenous values and with burn probability simulations generated using Burn-P3 to map fire risk under different climate scenarios. The resulting maps were finally compared with wildfire perimeters observed during the exceptional 2023 fire season to assess the robustness of the predictions. The results highlight priority areas for mitigation interventions that could strengthen resilience to changing fire regimes.

Les eskers, formations fluvioglaciaires caractéristiques des régions nordiques, créent des environnements forestiers et lacustres distincts de ceux associés aux dépôts fins de la ceinture d’argile. En Abitibi-Témiscamingue, les lacs sur esker structurent les communautés floristiques, aviaires et de macroinvertébrés, mais la réponse des mammifères à cette hétérogénéité demeure peu connue, malgré l’importance des forêts riveraines pour plusieurs espèces. Cette étude teste l’hypothèse que l’occupation et l’assemblage des communautés de mammifères diffèrent entre les forêts riveraines associés sur esker et ceux de la ceinture d’argile. Vingt lacs sur esker et vingt lacs sur la ceinture d’argile ont été échantillonnés par caméra-trappe. L’occupation de 21 espèces a été modélisée à l’aide de modèles d’occupation multi-espèces avec facteurs latents. L’influence du type de lac, de la structure forestière à multiples échelles et des coupes forestières récentes sur l’occupation, la richesse et la composition des communautés ont été évaluées. Les patrons d'occupation sont principalement expliqués par la structure forestière, dont la fermeture de la canopée, la hauteur des arbres, la surface terrière et la proportion de conifères, particulièrement dans un rayon de 200m autour des lacs. La surface terrière exerce un effet négatif significatif sur l'occupation de plusieurs espèces, dont la souris sylvestre, l'orignal, le lièvre, les mustélidés et l'ours noir. Le type de lac sur esker montre également des effets négatifs pour l’occupation de certaines espèces. Les forêts riveraines sur esker soutiennent en moyenne une à trois espèces de moins que ceux sur la ceinture d’argile, mais présentent des communautés significativement distinctes. Des espèces telles que l'écureuil roux, le tamia rayé, les campagnols et la martre d'Amérique y sont plus fortement associées. Ces résultats suggèrent que la structure et la composition forestière caractéristiques des eskers façonnent des communautés de mammifères distinctes, et soulignent l’importance d’intégrer ces particularités aux pratiques d’aménagement forestier et faunique.

Dans les forêts boréales, les chemins sous-utilisés contribuent à la fragmentation des paysages tout en demeurant essentiels aux opérations forestières. Leur restauration peut générer des bénéfices en matière de séquestration du carbone, mais les perturbations climatiques introduisent une incertitude croissante, ce qui complique la planification à long terme. Ce travail propose un cadre d’optimisation visant à prioriser la restauration, le maintien ou la désactivation des chemins, en tenant compte à la fois des objectifs de carbone, de l’organisation spatiale et des contraintes opérationnelles. Le modèle repose sur une formulation de programmation linéaire en nombres entiers mixtes (MILP) qui distribue les interventions sur un horizon de 25 ans. Il intègre la productivité en carbone, les dynamiques de dégradation, ainsi que des règles de cohésion spatiale, tout en respectant des contraintes réalistes de budget, de main-d’œuvre et de logistique. Les perturbations sont abordées comme une source d’incertitude, à l’aide de couches de risque probabilistes combinées à des simulations de type Monte Carlo, ce qui permet d’explorer différents scénarios climatiques. Les résultats mettent en évidence un compromis net entre la performance carbone et la cohérence spatiale. Lorsque l’on privilégie le carbone, les interventions tendent à se disperser, alors que des configurations plus regroupées renforcent la continuité opérationnelle et la connectivité. Avec l’introduction de l’incertitude, les solutions optimales deviennent moins variées et tendent vers des structures plus compactes. On observe également un déplacement de l’ordre et du moment des interventions, avec une tendance à intervenir plus tôt dans certaines unités stratégiquement connectées. Il ne s’agit pas d’exclure des zones, mais plutôt de réorganiser les priorités afin de limiter l’exposition à des résultats trop incertains. Dans l’ensemble, ces ajustements conduisent à des stratégies plus prudentes et plus stables dans le temps, sans modifier de manière significative le niveau global d’intervention. Les différences observées relèvent donc davantage d’un changement dans la structure des décisions que d’une contrainte de ressources. Par ailleurs, les résultats invitent à reconsidérer la place du déclassement permanent des chemins comme stratégie dominante, en soulignant l’importance du maintien de l’accès pour les opérations et les interventions post-perturbation. Même si les gains carbone attendus sont plus modestes, les solutions obtenues apparaissent plus robustes et mieux adaptées aux contraintes du système. Considérer les perturbations comme une incertitude plutôt que comme une prédiction permet ainsi de soutenir des décisions plus adaptatives dans un contexte de changement climatique. Ce cadre apporte des éléments concrets pour arbitrer, dans le temps, entre carbone, organisation spatiale et maintien des accès, et contribue à renforcer la robustesse de la planification forestière boréale.

La qualité de l'air est un enjeu majeur pour la santé et pour la planète. Les activités industrielles, comme les mines et les usines de transformation, rejettent dans l'atmosphère des gaz à effet de serre et des poussières fines. Ces contaminants invisibles pénètrent dans les poumons et contribuent au réchauffement climatique. Le but de ce projet est de développer un système de filtration innovant et écologique. Au lieu d'utiliser des matériaux synthétiques complexes, nous proposons des filtres fabriqués à partir de cellulose, une matière naturelle issue des plantes et du bois. Fonctionnant comme une « éponge végétale » haute performance placée à la sortie des cheminées, notre technologie capture et retient les contaminants avant qu'ils ne soient libérés dans l'atmosphère. Cette approche offre une alternative durable pour un air plus sain pour les travailleurs et les citoyens, tout en permettant aux industries du Québec de réduire concrètement leur empreinte écologique. En unissant l'expertise universitaire aux réalités du terrain, ce projet démontre qu'il est possible de créer des solutions concrètes pour protéger notre environnement et bâtir un avenir plus propre.

Cette étude porte sur l’optimisation de l’extraction des tanins à partir des écorces de Picea mariana, un résidu forestier abondant généré lors des opérations de récolte et présentant un potentiel important de valorisation dans une approche de bioéconomie circulaire. Dans ce contexte, l’influence de trois paramètres du procédé d’extraction solide-liquide (SLE), soit la température, le temps de résidence et la taille des particules, a été étudiée à l’aide de la méthodologie des surfaces de réponse (RSM) afin d’optimiser le rendement d’extraction. Les résultats ont montré que la température et le temps de résidence constituent les facteurs les plus déterminants pour l’extraction des tanins, tandis que la taille des particules présente un effet secondaire dans l’intervalle étudié Ainsi, les conditions optimales ont été déterminées à 90 °C, 120 minutes et une taille de particules comprise entre 0,25 et 0,75 mm. Les rendements d’extraction ont été comparés en utilisant différents milieux d’extraction : l’eau distillée a permis d’obtenir un rendement de 7,23 %, tandis que l’utilisation de solutions alcalines a amélioré la récupération des tanins, atteignant 12,01 % avec une solution aqueuse contenant 5 % de NaOH et 9,64 % avec une solution contenant 5 % de Na₂CO₃. Une contribution importante de cette étude réside dans l’utilisation d’un autoclave de 20 L, permettant de se rapprocher de conditions expérimentales plus représentatives d’une application à plus grande échelle. Par ailleurs, les analyses thermiques ont montré que l’extraction des tanins n’altère pas significativement le potentiel énergétique des écorces résiduelles, lesquelles pourraient être valorisées en cogénération. Ainsi, les écorces de Picea mariana apparaissent comme une ressource renouvelable prometteuse pour la production de tanins et la valorisation durable de la biomasse forestière. Mots-clés : Picea mariana, écorces forestières, extraction solide-liquide, tanins, optimisation du procédé, méthodologie des surfaces de réponse, autoclave, valorisation de la biomasse, analyses thermiques, cogénération d’énergie.

Face au changement climatique, le biochar un matériau riche en carbone produit en chauffant de la biomasse sans oxygène, un procédé appelé pyrolyse attire l'attention pour sa capacité à stocker du carbone, absorber des polluants et stocker de l'énergie. Le défi est que ses propriétés (comme la surface spécifique, la porosité, le pH ou la teneur en carbone fixe) changent beaucoup selon les conditions de fabrication, ce qui rend le résultat difficile à prévoir. Ce projet vise à développer des modèles de machine learning capables de prédire ces propriétés avant même de réaliser l'expérience. Pour cela, une base de données est construite à partir de la littérature scientifique et de 40 expériences de pyrolyse réalisées entre 1 000 et 1 700 °C, sur 10 types de biomasses de la région Abitibi-Témiscamingue. Les échantillons seront ensuite analysés pour caractériser leur structure interne, leur morphologie et leur porosité. Ces mesures enrichiront la base de données, qui servira à entraîner des algorithmes de modélisation capables de détecter des relations entre les paramètres de pyrolyse et les propriétés du biochar. L’objectif final est d’offrir un outil simple où l'utilisateur entre ses paramètres de fabrication et obtient instantanément une prédiction des propriétés du biochar, sans avoir à réaliser d'expériences longues et coûteuses.