Chaire UQAT-UQAM en Aménagement Forestier Durable

Intégration de deux nouveaux chercheurs à la Chaire AFD et à l’Institut de recherche sur les forêts à l’UQAT, soit Guillaume Grosbois (interactions entre la forêt boréale et les écosystèmes aquatiques) et Gabriel Pigeon (écologie et aménagement de la faune).
Implication importante et significative de la Chaire AFD dans la mise en place de la Grande Initiative (GIR)-Forêt de l’Université du Québec, nouvelle structure réunissant les 10 universités du réseau de l’Université du Québec pour mettre en valeur l’expertise et le savoir-faire des universités du réseau UQ en science de la forêt
Retour du Colloque annuel de la Chaire AFD en présentiel et participation à l’organisation de plusieurs activités de transfert :
- Premier colloque du GREMA (groupe de recherche en écologie de la MRC Abitibi);
- Colloque de l’Association Botanique du Canada;
- Colloque annuel de la Chaire industrielle CRSNG-UQAT sur la biodiversité en contexte minier;
- Colloque annuel de la Chaire de recherche du Canada sur la valorisation, la caractérisation et la transformation du bois;
- deux Rendez-vous de la connaissance en aménagement forestier durable virtuel du MFFP dont un sur le maintien de la biodiversité en milieu forestier et l’autre sur les forêts paludifiées, sols et changements climatiques;
- Congrès annuel du groupe GDRI-Forêts froides
- Tenue de l’événement international NADEF 2022 (North American Dendroecology Fieldweek) à la station d’enseignement et de recherche du Lac Duparquet.
Obtention par Annie DesRochers du prix David J. Gifford de la Société canadienne de biologie végétale. Depuis sa création en 1988, c’est la première fois qu’une femme obtient ce prix octroyé à un chercheur ou chercheuse pour sa contribution à la recherche en biologie des arbres, principalement au Canada. L’originalité et l’indépendance d’esprit du projet de recherche sont essentiellement les critères observés pour remettre ce prix. (lire la nouvelle)

Participation du doctorant Toky Jeriniaina Rabearison à la COP15 qui a eu lieu à Montréal en décembre 2022 (lire la nouvelle)
Un comité étudiant francophone créé par l’UQAT au sein de la Société pour la restauration écologique (SER) (lire la nouvelle)

Thèses et mémoires déposés au cours de l'année 2023-2022

Nada Aloui (2022). Biomasse et productivité des cépées de différents peupliers hybrides en taillis à courte rotation en région boréale. Mémoire de maitrise en écologie, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue
Achraf Ammar (2022). Caractérisation non destructive de la proportion de carie et du module d'élasticité du bois d'érable à sucre par tomographie acoutique. Mémoire de Maîtrise en ingénierie, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue.

Caractérisation non destructive de la proportion de carie et du module d'élasticité du bois d'érable à sucre par tomographie acoutique.

L’érable à sucre est une essence abondante dans les forêts du Nord-Est de l’Amérique du Nord et très prisée pour des applications d’apparence et de structure. Cependant, la présence de la coloration et de la carie dans le bois des érables, particulièrement dans la portion nord de sa répartition géographique provoque une diminution considérable de la qualité des tiges ainsi qu’une dégradation des propriétés mécaniques et physiques du bois. Il est ainsi important de détecter et de quantifier la carie dans les peuplements d’érable à sucre. Ainsi, nous visons à évaluer le potentiel de tomographie acoustique pour la détection et la quantification de la carie sur les arbres debout d’une façon non destructive. L’objectif général de ce projet consiste à évaluer le potentiel du tomographe acoustique pour la détection de la carie dans les peuplements d’érable à sucre et l’évaluation de son impact sur les propriétés mécaniques de son bois. Plus spécifiquement, le projet vise à caractériser la proportion de la carie par tomographie acoustique; évaluer l’impact de la carie sur les propriétés mécaniques du bois notamment les modules d’élasticité statique (MOE) et dynamique (MOED) mesurés par deux techniques; évaluer le potentiel de tomographie acoustique pour prédire l’impact de la carie sur le comportement mécanique du bois. Cinquante-trois arbres ont été échantillonnés aléatoirement dans deux sites situés à La Tuque (Québec, Canada). Le MOED dépend de deux paramètres physiques soient la vitesse de propagation de l’onde sonore et la masse volumique du bois. Chaque arbre a été mesuré par le tomographe acoustique pour déterminer la variation radiale de la vitesse de propagation de l’onde sonore et une carotte a été prélevée de chaque arbre pour déterminer le profil radial de la masse volumique en utilisant le densitomètre à rayon X. Afin d’évaluer et de valider le potentiel des outils de caractérisation non destructifs (le tomographe acoustique, le densitomètre à rayon X) pour la mesure des propriétés élastiques du bois, des essais de caractérisation destructifs ont été réalisés (tests de compression et de flexion). En effet, dix-huit billes d’érable à sucre, de hauteur 50 cm, ayant différents diamètres et récoltés de deux sites de l’Abitibi-Témiscamingue (Québec, Canada), ont été analysés par les outils non destructifs (le tomographe acoustique et la méthode d’ultrason) et en même temps avec des outils destructifs afin d’établir des corrélations entre les modules d’élasticité déterminés par les deux méthodes. Les résultats suggèrent un effet significatif de la coloration et de la carie sur les propriétés mécaniques du bois. Ces propriétés diminuent du bois sain vers le bois coloré ou carié avec des pertes d’utilisation à des fins commerciales allant jusqu'à 60%. De plus, le tomographe s’avère un outil non destructif efficace pour évaluer la qualité des érables à sucre. Il peut être avantageusement substitué au tronçonnage et à la récolte de billes de bois.
Safa Arous (2022). Traitements thermochimiques des copeaux de bois pour la production des granules énergétiques. Mémoire de Maîtrise en ingénierie, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue.

Traitements thermochimiques des copeaux de bois pour la production des granules énergétiques.

Le traitement thermochimique présente une voie prometteuse de valorisation de surplus de copeaux de bois. Dans ce contexte, ce projet vise à évaluer le potentiel des copeaux traités thermiquement dans la production des granules énergétiques. Les effets de la température de traitement thermique (315, 400 et 454°C) et du type d’essences (pin gris, épinette noire et sapin baumier) sur les propriétés des granules ont été étudiés. Une caractérisation physico-chimique des fibres brutes et traitées a été réalisée, à savoir la dégradation thermique, la chimie de surface, l’analyse élémentaire et la composition chimique. La granulation a été faite en utilisant 20% de la teneur en humidité et 15% de la lignine pyrolytique comme agent liant. Les granules ont été caractérisés en termes de densité, de pouvoir calorifique supérieur (PCS) et de durabilité. Les résultats ont montré que le traitement thermique à une température supérieure à 315°C engendre la disparition des groupements hydroxyles (OH), la diminution des teneurs en oxygène et hydrogène et l’augmentation du taux de carbone. Quelle que soit la température de traitement thermique, les granules à base de fibres du pin gris ont présenté la meilleure durabilité, d’une valeur supérieure à 91%. Indépendamment de l’essence, le PCS des granules à base de fibres traitées est nettement supérieur (27,6-31,1 MJ/kg) à celui des granules à base des fibres brutes (18-19 MJ/kg). Ainsi, l’utilisation des granules à base de copeaux de bois traités permettra de valoriser le surplus de copeaux, de créer un combustible de haut pouvoir calorifique et d’assurer la diversité des approvisionnements énergétiques à faible empreinte environnementale.
Oussama Ben Nasr (2022). Optimisation des paramètres d'impression 3D par extrusion de matière des bio-composites à base des résidus industriels forestiers. Mémoire de Maîtrise en ingénierie, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue.

Optimisation des paramètres d'impression 3D par extrusion de matière des bio-composites à base des résidus industriels forestiers.

Les résidus industriels forestiers (RIF) sont généralement des produits secondaires générés par les opérations de transformation de bois telles que les résidus de l’industrie des pâtes et papiers. Même s’il existe plusieurs pistes de valorisation de ces matériaux, leurs élaborations et leurs mises en forme restent toujours difficiles. Dans cette optique, l’objectif de ce travail est de développer et d’imprimer des biocomposites à base de RIF-polymère. De plus, ce projet vise à optimiser les paramètres d’impression du procédé extrusion de matière (EM) afin d’obtenir les meilleures caractéristiques des pièces imprimées en termes mécaniques et esthétiques. Pour évaluer ces propriétés, trois principaux volets ont été identifiés. Dans un premier volet, un mélange à base de lignosulfonate et de polymère a été produit avec trois pourcentages différents 10%, 15% et 20%. Ce RIF a été mélangé avec l’acide polylactique (PLA), un polymère polyvalent pour la formulation de filaments par EM avec l’avantage d’être biosourcés et biodégradable. Ensuite, chaque formulation a été mixée deux fois à l’aide d’une extrudeuse bi-vis jusqu’à l’obtention d’un filament homogène de diamètre 1,75 mm. Dans un deuxième volet, la fabrication additive des éprouvettes a été faite selon la norme ASTM à l’aide d’une imprimante 3D de type EM. Ainsi, seulement la température d’impression et l’angle de remplissage ont été changés respectivement sur trois niveaux 210 °C, 220 °C et 230 °C et sur deux niveaux +45/-45 degrés et 0/90 degrés. Pour avoir une bonne base de comparaison, quatre formulations ont été injectées avec 0%,10%,15% et 20% de charges. Dans un troisième volet, ces éprouvettes sont caractérisées en terme mécanique par les essais de traction, de flexion et d’impact. Par ailleurs, une analyse calorimétrique différentielle (DSC) et une analyse thermogravimétrique (TGA) ont été effectuées pour évaluer les propriétés thermiques des biocomposites. Outre cela, une caractérisation chimique a été réalisée à l’aide de la technique de spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) afin d’étudier les interactions intermoléculaires entre les charges et la matrice. De plus, des observations de faciès de rupture par un microscope électronique à balayage ont été également réalisées pour mieux comprendre la morphologie des biocomposites. Finalement, l’exploitation de cette étude sera concrétisée par la réalisation d’un objet du quotidien innovant à base de ce biocomposite faisant à la fois la démonstration des propriétés mécaniques, esthétiques et écologiques et intégrant le concept 3R-V qui définit quatre manières de préserver l’environnement : la réduction à la source, le réemploi, le recyclage et la valorisation des matières résiduelles.
Narimène Braham (2022). Caractérisation de la dynamique de végétation des structures linéaires à l'aide du système de balayage laser aéroporté. Mémoire de maitrise en écologie, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue

Caractérisation de la dynamique de végétation des structures linéaires à l'aide du système de balayage laser aéroporté.

Le réseau de structures linéaires est constitué de routes, de sentiers, de pipelines et de lignes sismiques aménagés dans une grande partie de la forêt boréale commerciale. Ces structures linéaires, fournissent un accès pour les opérations industrielles, récréatives, sylvicoles et de gestion des incendies, mais ont également des incidences économiques et environnementales qui impliquent à la fois les parties actives et non actives du réseau (e.g., les coûts d'entretien, érosion de la biodiversité, dégradation de l'habitat de la faune qui dépend de la forêt). Par conséquent, pour prévenir tous ces inconvénients, il est nécessaire de comprendre la dynamique des caractéristiques de végétation des structures linéaires et particulièrement des chemins forestiers.

Les données de télédétection et la modélisation prédictive sont des outils utiles en fournissant des informations quantitatives précises et détaillées visant l’évaluation de l'état des structures linéaires (par exemple, la détérioration de la surface ou la dynamique des caractéristiques de végétation), et ce à plusieurs niveaux (paysage, région). Cependant, le potentiel des données de télédétection pour améliorer notre connaissance des caractéristiques de végétation à fine échelle sur les chemins forestiers n'a pas été entièrement exploré.

Cette étude a examiné l'utilisation de données LiDAR aéroporté à haute résolution spatiale (1 m), de données climatiques et de terrain dans le but de fournir une meilleure compréhension de la dynamique de végétation des chemins forestiers: i) en développant un modèle prédictif pour l'estimation de la couverture végétale dérivée du modèle de hauteur de canopée (métrique de réponse), ii) en examinant les facteurs ayant un effet sur la couverture végétale en utilisant les mesures LiDAR (topographie: pente, TWI, ombrage et orientation), de l'imagerie optique Sentinel-2 (NDVI), des bases de données climatiques (ensoleillement et vitesse du vent) et de l'inventaire de terrain (largeur de l’ouverture du chemin et le temps depuis la construction ou entretien majeur). Nous avons évalué et comparé les performances des approches de régression par la méthode des moindres carrés et par apprentissage automatique couramment utilisées en modélisation écologique – régression linéaire multiple (mlr), méthode des splines de régression adaptative multivariée (mars), modèle additif généralisé (gam), méthode du plus proche voisin (knn), méthode d’arbres de régression boostés (gbm) et la méthode des forêts aléatoires (rf) –. Nous avons validé les résultats de nos approches en utilisant une métrique d'erreur – erreur quadratique moyenne (RMSE) – et une métrique de qualité d'ajustement – coefficient de détermination (R²) –. Les prédictions ont été testées par validation croisée et validées par rapport à un jeu de données indépendant. Nos résultats ont révélé que le modèle rf a montré les résultats les plus précis (validation croisée: R²=0.69, RMSE=18.69%, validation par un jeu de données indépendant: R²=0.62, RMSE=20.29%) et que les facteurs les plus informatifs étaient la largeur de l'ouverture du chemin qui avait l'effet négatif le plus marqué sur la couverture végétale, suggérant l'influence sous-jacente des perturbations antérieures, et le temps écoulé depuis la construction ou dernier entretien du chemin, qui avaient un effet positif sur l'augmentation de la couverture végétale. Les prédictions à long terme suggèrent qu'il faudra au moins 20 ans pour que les routes larges et étroites présentent respectivement ~50% et ~80% de couverture végétale.

Cette étude a permis d'améliorer notre compréhension de la dynamique de végétation des chemins forestiers à fine échelle, tant sur le plan qualitatif que quantitatif. Les informations issues du modèle prédictif sont utiles pour la gestion à court et à long terme du réseau existant. De plus, le présent mémoire démontre que les modèles spatialement explicites utilisant des données LiDAR sont des outils fiables pour évaluer la dynamique de végétation des chemins forestiers et fournit des pistes pour de futures recherches et la possibilité d'intégrer cette approche quantitative à d'autres études de structures linéaires. Une meilleure connaissance des modèles de dynamique des caractéristiques de végétation sur les chemins forestiers, sur de grandes zones géographiques, peut aider à soutenir la gestion durable des forêts par la modulation de l'impact environnemental associé à l'empreinte linéaire.
Éric Brazeau-Goupil (2022). Effets d'un gradient hydrique expérimental sur la xylogénèse des semis de quatre espèces de conifères. Mémoire de maîtrise en sciences de l'Environnement, Université du Québec à Montréal.

Effets d'un gradient hydrique expérimental sur la xylogénèse des semis de quatre espèces de conifères.

Les changements climatiques pourraient entraîner une baisse de 20 à 40 % du contenu en eau des sols forestiers boréaux du Québec dans les prochaines décennies. L’impact de cet assèchement risque d’être particulièrement important pour le stade de régénération, qui représente 10 % de la superficie de la forêt boréale aménagée de la province. Le Québec produit annuellement 130 millions de semis pour la régénération suite aux travaux de récoltes. Comment ces semis s’adapteront-ils aux changements du climat ? Les espèces qui dominent présentement la forêt boréale pourront-elles continuer de croître dans des milieux plus secs ? L’objectif de nos travaux est de comprendre le la xylogénèse de la régénération face à la sécheresse. Les mécanismes morphologiques de la xylogénèse des conifères oscillent entre deux grandes stratégies d’adaptation : l’efficience et la sécurité. Nous avons mis en place un gradient expérimental de sécheresse à l’aide d’un système d’interception et de redistribution des précipitations comprenant 2 106 semis des quatre principales espèces de conifères de la forêt boréale (épinette noire, épinette blanche, pin gris, sapin baumier) dans la sapinière à bouleau blanc. Après trois années de traitement, nous avons analysé la xylogénèse de la dernière année de croissance en mettant l’emphase sur l’effet du gradient hydrique sur le compromis entre l’efficience et la sécurité hydraulique. Les variables de l’étude sont l’efficience observée par la conductance volumétrique théorique (Q théorique), la sécurité par la densité en traitement de l’image du cerne de croissance binaire entre le vide et la matière et par une subdivision du cerne de croissance en 10 périodes de temps. Les résultats du gradient hydrique ont été analysés en utilisant un modèle d’équation à quatre variables pour obtenir le potentiel hydrique des sols (ѱs) : la teneur en eau volumétrique du sol (ϴv), la capacité au champ (potentiel matriciel) (ѱm), le pourcentage de matière organique (% M.org) et l’humidité volumique (ρω). Les hypothèses sont que le sapin baumier sera plus plastique en termes de sécurité et d’efficience, que les épinettes ont un comportement fortement influencé par la sécurité et que le pin gris présente une approche plus efficiente. Finalement nous avons émis l’hypothèse que la sécurité (densité) serait contre proportionnelle à l’efficience (conductance volumétrique théorique Q). Nos résultats ont démontré que parallèlement à une diminution du potentiel hydrique des sols, on obtenait une meilleur conductance volumétrique théorique et une baisse de la densité pour l’épinette blanche et le sapin baumier. Nous n’avons pas constaté les effets de l’asséchement des sols pour le pin gris et l’épinette noire. Le sapin baumier et l’épinette blanche qui sont des espèces moins sensibles aux stress hydriques ont modelé leur xylogénèse en fonction du contenu en eau des sols à l’inverse du pin gris qui constitue l’espèce la moins sensible au manque d’eau et de l’épinette noire considérée comme la plus sensible. Plus précisément, les observations de la xylogénèse de l’épinette noire ont permis de conclure à son insensibilité au changement dans le gradient. L’épinette blanche a toutefois démontré comme pour le sapin baumier un comportement plastique et adaptatif en termes d’efficience et de sécurité proportionnellement au gradient de sécheresse imposé. Enfin, le pin gris a été l’espèce la plus efficiente comme nous en avions émis l’hypothèse, mais contrairement à ce que nous avions envisagé, il a aussi été l’espèce produisant les cellules de bois les plus denses. En conclusion, il est reconnu par la littérature que le manque d’eau affecte la croissance des semis, mais le comportement morphologique de cette relation est complexe. L’impact du manque d’eau sur l’architecture hydraulique et la croissance des semis dépend de plusieurs facteurs physiologiques propres à l’espèce et de l’environnement immédiat de l’individu. En regard des résultats issus de ce travail, il semble très difficile d’anticiper les interactions le long d’un gradient du contenu en eau des sols en milieu naturel à l’échelle aussi fine que la xylogénèse des semis des conifères boréaux. De plus, la théorie de l’efficience contre proportionnelle à la sécurité, dans un cas de changement du potentiel hydrique des sols pour des semis de conifères en milieux naturels, ne semble pas apporter les résultats généraux escomptés. En somme, cette étude, qui constitue une contribution aux recherches portant sur la dendroécologie, soulève plusieurs interrogations relativement aux comportements des semis face aux changements du potentiel hydrique des sols. Les interactions de la xylogénèse avec le parenchyme, les diverses ponctions latérales, les concepts de capacité d’absorption foliaire de l’eau et la plasticité de l’architecture hydraulique complète des semis constituent des points aveugles de la littérature que nous croyons pertinent de dévoiler.
Annie Claude Bélisle (2022). Effets cumulatifs des changements environnementaux sur la valeur des paysages autochtones en zone boréale. Thèse de doctorat en sciences de l'Environnement, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue.

Effets cumulatifs des changements environnementaux sur la valeur des paysages autochtones en zone boréale.

Les paysages boréaux se transforment sous l’effet des changements climatiques et de l’exploitation des ressources naturelles. Les peuples autochtones, qui entretiennent une relation étroite au territoire, sont exposées à ces changements qui affectent plusieurs aspects de leur vie. La mise en commun des savoirs autochtones et scientifiques peut contribuer à mieux comprendre les effets des changements et à en limiter les conséquences. Cette recherche a été réalisée en partenariat avec la communauté anicinape de Pikogan (Première Nation Abitibiwinni) et la communauté crie d’Oujé-Bougoumou (Ouje-Bougoumou Cree Nation). Toutes deux ont leur territoire situé en forêt boréale au Québec. L’objectif principal était d’analyser les effets cumulatifs des changements environnementaux sur les paysages boréaux depuis la frontière entre les systèmes de connaissances autochtones et scientifiques. Les objectifs spécifiques étaient de (1) conceptualiser la valeur des paysages autochtones et ses déterminants; (2) concevoir un « objet frontière » qui fait le pont entre les perspectives autochtone et scientifique; (3) faire le portrait de l’état actuel du territoire; (4) mettre en commun les projections d’un modèle de simulation des paysages forestiers et les savoirs d’experts autochtones dans un modèle probabiliste; et (5) projeter les effets cumulatifs des changements environnementaux sur la valeur des paysages autochtones. La méthodologie est de type séquentiel mixte. D’abord, des données qualitatives ont été recueillies à partir d’entrevues semi-dirigées et d’exercices de cartographie participative avec les experts autochtones de l’utilisation du territoire des deux communautés partenaires. Des analyses thématiques ont fait émerger un cadre d’analyse de la valeur des paysages. Les données terrain ont ensuite été combinées à des données bibliométriques afin de synthétiser les perspectives autochtone et

scientifique sous la forme de modèles conceptuels de type Driver Pressure State Impact

(DPSI). Des indicateurs quantitatifs de l’état du territoire ont été développés et utilisés

pour construire une typologie des terrains de trappe familiaux. Enfin les paysages

forestiers ont été simulés selon divers scénarios de foresterie et de changements

climatiques dans le modèle de simulation des paysages forestiers LANDIS-II. Les

projections ont été soumises au jugement des experts autochtones de l’utilisation du

territoire lors d’ateliers d’élicitation de probabilités conditionnelles. Les projections du

modèle et les jugements d’experts ont été intégrés dans un réseau bayésien. Les résultats sont présentés dans quatre articles scientifiques (Chapitres II à V). Le

cadre d’analyse développé aborde la valeur des paysages en fonction de son potentiel

à soutenir les pratiques importantes pour les communautés : la chasse à l’orignal, la

chasse à l’outarde, la pêche, la trappe, le ressourcement et l’éducation (Chapitre II). La

valeur du paysage y est décrite en quatre dimensions, soit l’abondance des ressources,

l’accès au territoire, la qualité des ressources et l’appréciation de l’expérience vécue

sur le territoire. Les convergences et les complémentarités entre les perspectives autochtone et

scientifique ont été identifiées en comparant les modèles DPSI (Chapitre III).

L’influence de la récolte ligneuse, de la sylviculture et des changements dans la répartition des espèces, ainsi que la structure d’âge de la forêt, la santé de la faune et la qualité de l’eau sont ressortis comme des intérêts convergents. Un intérêt plus grand pour les effets des mines, des lignes à haute-tension et des chemins forestiers est ressorti du modèle autochtone. Un intérêt plus grand pour les changements climatiques,

les incendies forestiers, l’état des sols forestiers et la diversité biologique est ressorti

du modèle scientifique.

Quatre types de terrains de trappe ont été décrits à partir d’indicateurs quantitatifs

(Chapitre IV). Les indicateurs comprennent par exemple la proportion de forêts

matures, la densité du réseau routier et la proportion de forêts issues de reboisement.

La typologie indique que les stratégies d’aménagement du territoire tendent à creuser les écarts entre l’état des terrains de trappe familiaux au sein d’une même communauté. Les projections du modèle LANDIS-II indiquent que sous les effets cumulatifs des

changements environnementaux, les paysages font face à une transition rapide vers des forêts plus jeunes et plus feuillues (Chapitre V). Les changements sont attribuables à l’action combinée des changements climatiques, de la récolte ligneuse et de l’augmentation de l’activité des incendies forestiers dans certaines régions.

L’abondance des animaux à fourrure pour la trappe (particulièrement de la martre), de l’orignal pour la chasse et des lieux de ressourcement seraient parmi les valeurs les plus vulnérables.

Les contributions de cette recherche à l’avancement des connaissances s’inscrivent

dans trois domaines des sciences de l’environnement. (1) Le cadre d’analyse de la

valeur des paysages développé est à la fois cohérent avec les préoccupations et savoirs

des communautés et assez général pour guider d’autres recherches et études d’impacts dans des contextes similaires. (2) Cette recherche contribue au développement de la recherche collaborative en contexte autochtone. L’originalité des travaux réside dans la combinaison des approches et des méthodes, notamment le développement des perspectives et la cocréation des connaissances. (3) La méthode développée pour évaluer les effets cumulatifs des changements environnementaux en mettant en commun les savoirs autochtones et scientifiques est originale et novatrice. Elle ouvre la voie à une intégration plus riche de diverses formes de connaissances dans les modèles environnementaux.

Les résultats présentés sont utiles aux communautés autochtones pour guider la mise en place de mesures d’atténuation et d’adaptation. Ils mettent en évidence l’importance de considérer l’échelle du terrain de trappe dans l’aménagement du territoire et appuient la nécessité de diminuer l’influence de la foresterie sur les paysages. Ces travaux encouragent l’engagement des institutions autochtones et de recherche dans des partenariats et suggèrent quelques éléments facilitant la collaboration.
Carlos Cerrejon Lozano (2022). Comprendre les patrons de biodiversité des cryptogames (bryophytes et lichens) dans les forêts boréales grâce à la télédétection. Thèse de doctorat en sciences de l'Environnement, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue.

Comprendre les patrons de biodiversité des cryptogames (bryophytes et lichens) dans les forêts boréales grâce à la télédétection.

Les cryptogames (bryophytes et lichens) sont des espèces non vasculaires omniprésentes qui contribuent de manière significative à la biodiversité et jouent un rôle écologique essentiel dans le fonctionnement des écosystèmes à l'échelle mondiale. Plus précisément, les cryptogames influencent les cycles de l'eau, du carbone et des nutriments, ainsi que l'altération physique et chimique des roches, et augmentent la stabilité des sols, empêchant leur érosion et régulant leur température et humidité. Les cryptogames facilitent le rétablissement des écosystèmes après des perturbations et fournissent des microhabitats pour des micro- et macro-organismes, ainsi qu'une source de nourriture pour des invertébrés et herbivores. Ces espèces sont également sont des indicateurs fiables mais très sensibles aux perturbations environnementales et sont actuellement confrontées à de nombreuses menaces d'origine humaine principalement dérivées de l'utilisation des terres et du changement climatique. Malgré cela, les cryptogames sont généralement négligés dans la planification de la conservation, principalement en raison des lacunes actuelles dans les connaissances sur leur diversité, écologie et distribution, ce qui met en péril le maintien de leur espèces et rôle écologique. Les nouvelles technologies et sources de données telles que la télédétection peuvent contribuer de manière significative à combler ces lacunes et, en fin de compte, à améliorer la représentation des cryptogames dans la planification systématique de la conservation. La contribution de la télédétection aux évaluations de la biodiversité des cryptogames peut être particulièrement précieuse dans des régions vastes et largement inconnues telles que les forêts boréales, où ces espèces et leurs habitats sont confrontés à des menaces croissantes d'origine humaine. L'objectif général de cette thèse est d'élucider le rôle que peut jouer la télédétection dans l'évaluation et la génération d'informations sur la biodiversité des cryptogames en contexte boréal. La région d'étude est située dans la forêt boréale canadienne, dans la région d'Eeyou-Istchee Baie-James dans le Nord du Québec. En tant qu'objectifs spécifiques, le chapitre II vise à prédire et à cartographier les patrons de diversité (richesse en espèces) i) des bryophytes totaux et ii) des guildes de bryophytes (mousses, hépatiques et sphaignes) à l'aide de données de télédétection; le chapitre III se concentre sur la production de modèles prédictifs d'espèces de bryophytes rares à l'aide de prédicteurs dérivés de la télédétection dans un cadre d'ensembles de petits modèles; et le chapitre IV est destiné à décrire et modéliser les composantes alpha (richesse des espèces) et beta (changements de composition de la communauté) de la biodiversité des lichens en utilisant en parallèle deux ensembles de variables dérivées de la télédétection (Red et NIR; EVI2) à partir de deux capteurs (Wordlview-3 , WV3 ; Sentinel-2, S2) à différentes résolutions spatiales élevées (1,2 m ; 10m), et ii) à identifier les types d'habitats qui représentent les points chauds de la biodiversité des lichens.

L'algorithme Random Forest utilisé dans le chapitre II nous a permis de développer des modèles spatialement explicites et de générer une cartographie prédictive à 30m de résolution de la richesse totale en bryophytes, mousses, hépatiques et sphaignes. Ces modèles expliquent une fraction importante de la variation de la richesse totale en bryophytes et au niveau de la guilde, à la fois dans les ensembles de calibration (42 à 52 %) et de validation (38 à 48 %), et identifient systématiquement la végétation (principalement NDVI) et les variables climatiques (température , précipitations et événements de gel-dégel) comme les prédicteurs les plus importants pour tous les groupes de bryophytes modélisés. Les modèles au niveau de la guilde ont identifié des différences dans des facteurs importants déterminant la richesse de chacune des guildes et donc dans leurs modèles de richesse prédits, qui fournissent des informations précieuses pour les stratégies de gestion et de conservation des bryophytes. Les ensembles de petits modèles basés sur la télédétection développés au chapitre III construits à partir des techniques Random Forest et Maxent en utilisant des prédicteurs liés à la topographie (TPI) et à la végétation (EVI2, NDWI1, Vegetation Continuous fields et PALSAR HVHH) ont donné une précision de prédiction de faible à excellente (AUC > 0.5) pour 38 des 52 espèces modélisées malgré leur faible nombre d'occurrences (< 30), avec des valeurs AUC > 0.8 pour 19 espèces. Les présences réelles des 38 espèces modélisées mieux que aléatoires (AUC ≤ 0.5) ont été prédites avec précision, comme en témoignent les valeurs de sensibilité élevées obtenues allant de 0.8 à 1 avec une moyenne de 0.959 ± 0.063. La distribution de ces 38 espèces et les patrons de richesse à la fois pour les bryophytes rares totales et les espèces rares au niveau de la guilde ont été cartographiés à une résolution de 30m. Le chapitre III a également révélé une concordance spatiale entre les patrons de richesse en bryophytes rares (chapitre présent) et totaux (chapitre II) dans différentes régions de la zone d'étude, ce qui a des implications importantes pour la planification de la conservation. Au chapitre IV, un total de 116 espèces de lichens ont été identifiées. Alors qu'une grande richesse en lichens était généralement observée dans nos parcelles (36.5 ± 9 espèces), celles plus riches en microhabitats abritaient souvent plus d'espèces (R2 = 0.22) quel que soit le type d'habitat. Des différences dans la composition des espèces ont été identifiées entre les parcelles (25.6 % expliquées par la PCoA) et les types d'habitats (PERMANOVA R2 = 0.35), tous deux étayés par des différences dans la composition des microhabitats (Mantel r = 0.22 et PERMANOVA R2 = 0.29, respectivement). Les affleurements rocheux et les forêts de conifères non perturbées représentaient les principaux points chauds de la biodiversité des lichens, tandis que d'autres types d'habitats étaient également importants pour le maintien de la biodiversité totale Les variables Red et NIR étaient efficaces pour modéliser la diversité alpha et bêta aux deux résolutions, tandis que EVI2, soit de WV3 ou S2, n'était informatif que pour évaluer la diversité bêta. Les modèles de Poisson expliquaient jusqu'à 32% de la variation de la richesse en lichens. Les modèles de dissimilarité généralisée décrivaient bien la relation entre la diversité bêta et la dissimilarité spectrale (R2 de 0.25 à 0.30), sauf pour le modèle S2 EVI2 (R2 = 0.07), confirmant que des zones plus spectralement et donc environnementales différentes ont tendance à abriter différentes communautés de lichens. Alors que WV3 a souvent surpassé le capteur S2, ce dernier fournit toujours un outil puissant pour l'étude des lichens et leur conservation.

Cette thèse a démontré la capacité de la télédétection à moyenne et haute résolution spatiale à caractériser l'habitat d'espèces cryptogames discrètes, à capturer diverses caractéristiques écologiques significatives façonnant leur distribution, et ainsi à mieux comprendre et/ou prédire leurs patrons de biodiversité. Les cadres de modélisation basés sur la télédétection se sont avérés informatifs même lorsque les informations de base disponibles sur la biodiversité des cryptogames étaient limitées. En identifiant les facteurs environnementaux de la biodiversité des cryptogames qui peuvent guider des actions de gestion spécifiques et en fournissant une cartographie prédictive de leurs patrons spatiaux à un niveau de détail élevé à travers le paysage, ce travail a mis en évidence sans équivoque le potentiel élevé de la technologie de télédétection à des fins de conservation des cryptogames. Cette thèse représente donc une étape très importante pour parvenir à l'inclusion de ces espèces discrètes et généralement négligées dans la planification systématique de la conservation.
Yosri Dammak (2022). Propriétés mécaniques et stabilité dimensionnelle des biocomposites fabriqués par impression 3D par extrusion de filament. Mémoire de Maîtrise en ingénierie, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue.

Propriétés mécaniques et stabilité dimensionnelle des biocomposites fabriqués par impression 3D par extrusion de filament.

Actuellement le procédé d’impression 3D avec fabrication par filament fondu (FFF) ne cesse de se développer. Néanmoins, il a été toujours appelé par abus de langage le prototypage rapide. Ainsi, un enjeu d’amélioration des faibles propriétés mécaniques des pièces imprimées est à l’origine de la problématique de ce projet. Auprès de ce défi, la forte tendance à substituer les matières plastiques pour un développement durable attire l’attention sur l’implication des matériaux écologiques dans la vie industrielle. Dans cette perspective, s’inscrit l’objectif de développer des composites biosourcés par impression 3D par FFF. La stratégie suivie pour améliorer les propriétés faibles de la pièce imprimée consiste à créer des biocomposites ayant une matrice en acide polylactique (PLA) chargée par des fibres de (cellulose microcristalline (CMC), biochar (BC), bois d’épinette (EPN)). De ce fait, une série de filaments en biocomposite a été développée et imprimée après une optimisation des paramètres de l’imprimante FFF. Les éprouvettes des différents mélanges sont fabriquées dans le but de tester les facteurs suivants : 1) le type de charge ; 2) la teneur en charge ; 3) l’ajout d’un traitement sur les fibres ; 4) le type de matrice. Puis, on s’est intéressé à une étude compréhensive des effets de ces facteurs sur les propriétés thermiques, physiques et mécaniques des éprouvettes. Les biocomposites à 5 % de BC ont dépassé le module de Young du polymère vierge imprimé, ainsi que la résistance maximale à la traction.

Aussi, l’application d’un traitement sur les fibres a amélioré la résistance à la traction et à la flexion, tout en facilitant le procédé de mise en forme du matériau. L’addition de 15 % de charge de CMC ou EPN, sert à bonifier les modules de Young en traction et en flexion, mais diminue les performances du polymère face aux chocs et à l’humidité. Finalement, on a clôturé par une analyse comparative entre les propriétés mécaniques et physiques des éprouvettes fabriquées par impression 3D et par injection.

Les produits de moulage par injection ont présenté généralement les meilleures performances. Mais, contre les attentes la déformation maximale à la rupture et la ténacité des composites imprimés sont comparables à ceux injectés. Les résultats sont mis en évidence par des observations microscopiques qui ont permis de souligner la structure interne des éprouvettes et la nature des liaisons interfaciales fibre/matrice.
Nathan Egande (2022). Reconstitution historique de la composition des forets préindustrielles boréales mixtes de l’ouest du Québec. Mémoire de maitrise en écologie, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue

Reconstitution historique de la composition des forets préindustrielles boréales mixtes de l’ouest du Québec.

Au cours des derniers siècles, les forêts de l’est de l’Amérique du Nord ont été profondément transformées par la colonisation européenne et par le développement de l’exploitation industrielle des ressources forestières. Au Québec, la gestion forestière durable vise parmi ses objectifs à s’inspirer du caractère naturel des forêts au travers de l’aménagement écosystémique. Dans ce contexte, les caractéristiques des forêts en place avant l’exploitation industrielle, les forêts préindustrielles permettent d’établir des états de référence pour l’aménagement écosystémique et la restauration écologique. Ce projet de maitrise avait pour but d’utiliser des archives d’arpentage pour reconstituer la composition préindustrielle des forêts boréales mixtes de la région de Rouyn-Noranda à l’ouest du Québec. À partir de 38 rapports d’arpentage disponibles pour la région (1909-1940), une base de données comportant 3621 observations sur la composition de la forêt a été créée et géoréférencée. Ces observations ont été ensuite analysées et cartographiées afin de dresser un portrait des forêts préindustrielles et des changements survenus dans la région. Les changements de composition ont été déterminés par comparaison avec les inventaires forestiers du gouvernement du Québec des dernières décennies (1980-2015). À l’époque préindustrielle, le taxon "épinette" était le plus fréquent (85,5 %) et le plus dominant (63,9 %), et tendait à être présent sur l’ensemble du territoire et des types de dépôts de surface. Entre les époques préindustrielle et moderne, il y a augmentation des feuillus de début de succession, dont principalement le peuplier (+ 28 %), sa fréquence a particulièrement augmenté sur les dépôts argileux et dans la portion centrale de la région d’étude. Les lignes d’arpentage qui traversaient des milieux rocheux étaient largement dominés par les épinettes, le sapin et le bouleau blanc, et dans une moindre mesure les peupliers et le pin gris. Ces changements dans la composition entre les deux époques sont attribués aux activités de la colonisation (coupe, feux, ouvertures des terres, etc.) et l’exploitation industrielle du bois. Dans le contexte de l’aménagement écosystémique, nos résultats permettent de recommander des pratiques sylvicoles qui favorisent le retour de la composante résineuse et de limiter l’expansion du peuplier faux-tremble.
Kalthoum Ellafi (2022). Utilisation du biochar modifié comme support de croissance de microorganismes capables de dégrader les hydrocarbures aromatiques polycycliques. Mémoire de Maîtrise en ingénierie, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue.
Andréane Garant (2022). Impact de la proportion de mélèze laricin en canopée sur la composition, la diversité et les traits fonctionnels des plantes vasculaires et des bryophytes en sous-bois. Mémoire de maitrise en écologie, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue

Impact de la proportion de mélèze laricin en canopée sur la composition, la diversité et les traits fonctionnels des plantes vasculaires et des bryophytes en sous-bois.

Le mélèze est le seul conifère à feuille caduque en Amérique du Nord. Cette caractéristique distingue la fonction écosystémique du mélèze des autres conifères et des feuillus. Afin de mieux connaître sa fonction écosystémique en forêt boréale, nous avons étudié son impact sur la composition, la diversité et les traits fonctionnels des communautés de plantes vasculaires et de bryophytes. Nous avons donc déterminé les caractéristiques hydrogéochimiques du sol, la fermeture et la densité de la canopée, ainsi que la composition et les traits fonctionnels des communautés de plantes vasculaires et de bryophytes de sous-bois dans 15 sites sélectionnés pour couvrir un gradient de proportion de mélèzes dans des forêts d’épinettes noires du nord du Québec. Dix quadrats d'inventaire et d’échantillonnage ont été placés dans chaque site. De plus, nous avons installé des quadrats de suivi de l’impact de l’ajout d’aiguilles de mélèze sur les communautés de sous-bois dans un site d’épinettes noires dépourvu de mélèze. Nos résultats montrent qu’avec une augmentation de la proportion de mélèze en canopée, il y a une augmentation de la diversité de plantes vasculaires, de la surface spécifique des feuilles, de la concentration en azote, et une diminution de la concentration en carbone foliaire, ainsi qu’une transition des espèces associées aux peuplements pauvres de conifères vers des espèces de milieux plus riches de forêts comportant du mélèze. Pour les bryophytes, nous avons noté une diminution du nombre d’espèces et une mortalité causée par la chute de la litière de mélèze, mais aussi une augmentation de la concentration en azote dans les bryophytes persistantes. En conclusion, ces connaissances montrent que le mélèze en forte proportion aurait comme fonction écosystémique de fertiliser et de structurer le sol, permettant ainsi de rendre des sols organiques improductifs plus productifs. Des études devraient être entreprises pour évaluer la densité optimale de plantation et le temps nécessaire à la création d'un sol productif.
Mayssa Hmaied (2022). Étude de l’impact du conditionnement et du prétraitement de la biomasse forestière résiduelle sur les huiles essentielles. Mémoire de Maîtrise en ingénierie, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue.

Étude de l’impact du conditionnement et du prétraitement de la biomasse forestière résiduelle sur les huiles essentielles.

Les conifères sont parmi les essences les plus exploitées au Québec grâce à la qualité de leurs bois. La transformation de ce bois suite aux activités de sylvicultures et de sciage génère des quantités grandissantes de biomasse forestières résiduelles (BFR). Le système actuel d’approvisionnement de ces résidus est davantage adapté à la filière énergétique. Le déchiquetage et le broyage sur les aires d’ébranchages sont des pratiques souvent utilisées pour maximiser les charges utiles lors du transport. Bien que bénéfiques pour certaines applications, ces pratiques sont accompagnées par des pertes et des transformations de certains composés des huiles essentielles (HE) déjà instables. Ceci cause une variabilité sur la qualité et la productivité en HE lors de l’extraction. Dans le but de valoriser la BFR en HE, ce projet vise à évaluer l’impact de l’ajout de nouvelles étapes de prétraitement dans la chaine logistique d’approvisionnement de la BFR sur la quantité et la qualité des HE ainsi que l’efficacité des procédés d’extractions. Trois essences de conifères ont été étudiées : l’épinette noire (Picea mariana Mill.), le sapin baumier (Abies balsamea) et le pin gris (Pinus banksiana). Dans un premier temps, la BFR de chacune des essences a subi quatre types de prétraitement : (i) le déchiquetage (ii) le broyage (iii) la densification par granulation et (iv) la densification par mise en fagots. Ensuite l’extraction des HE a été effectuée par hydrodistillation. Le but étant d’évaluer l’effet des différents traitements sur la quantité et la qualité des HE. L’évaluation de l’effet du vieillissement (BFR fraichement récoltée, après une semaine, après 3 semaines) et l’extraction des HE par une deuxième méthode d’extraction (entrainement à la vapeur) de la BFR densifiée en fagots ont été effectuées. Dans un second temps, l’analyse des HE obtenues a été évaluée par la chromatographie à phase gazeuse couplée à une spectroscopie de masse GC/MS qui permet d’identifier et de quantifier les composés chimiques dans les HE. Ensuite, les pouvoirs antibactériens et antioxydants ont été testés pour les HE obtenus pour chaque type de prétraitement. La comparaison entre les rendements en HE a montré une corrélation avec l’essence utilisée. Pour le sapin baumier, la densification en fagots a entrainé une amélioration du rendement en HE de l’ordre de 68 %, 83 %, 93 % par rapport à la BFR déchiquetée, broyée et densifiée en granules, respectivement. Pareillement, pour le cas de l’épinette noire une augmentation du rendement de l’ordre de 14 % et 24 % a été notée par rapport à la BFR broyée et densifiée en granules, respectivement. De plus, la mise en fagots de la BFR du pin gris a montré une augmentation de 26 % du rendement par rapport à la granulation. Pour ce qui est de l’entrainement à la vapeur, seule la densification en fagots a été étudiée puisqu’elle a donné les meilleurs rendements pour le premier procédé d’extraction. En effet, la distillation par entraînement à la vapeur a engendré une augmentation du rendement de 32 % pour le sapin baumier et 24 % pour l’épinette noire et le pin gris mis en fagots. Le vieillissement de la biomasse a causé des pertes en HE de l’ordre de 24 % et 45 % pour le sapin baumier, 6 % et 47 % pour les HE de l’épinette noire et 12 % et 38 % pour les HE du pin gris par rapport à la BFR fraichement récoltée après une semaine et trois semaines de la récolte, respectivement. L’analyse par GC/MS montre que l’extraction par hydrodistillation est le procédé le plus approprié, en ce qui a trait à la concentration des HE en hydrocarbures monoterpéniques. En effet, le sapin baumier montre une diminution de 30 % de la concentration du limonène suite à l’extraction par entrainement à la vapeur comparée à l’hydrodistillation. L’épinette noire et le pin gris, fortement concentrées en α-pinène, montrent une diminution de l’ordre de 33 % et 22 %, respectivement. Le dosage des phénols totaux a révélé que les HE de l’épinette noire et pin gris extraites par entrainement à la vapeur sont riches en composés phénoliques. Cette richesse est expliquée par leurs fortes capacités de réduire l’oxyde de fer (II), FeO, en oxyde de fer (III), Fe2O3. L’extraction par entrainement à la vapeur a entrainé une amélioration du pouvoir de réduction ferrique de 23 % pour l’épinette noire et de 75 % pour le pin gris. Contrairement aux procédés d’extractions, la densification de la BFR en fagots n’a pas d’effet sur les propriétés antioxydantes des HE. Les huiles extraites de l’épinette noire ont montré les meilleures propriétés antibactériennes face aux trois souches (Staphylococcus aureus, Escherichia coli et Salmonella typhimurium) à la suite de l’extraction par hydrodistillation. Les diamètres d’inhibition de Staphylococcus aureus, Escherichia coli et Salmonella typhimurium sont de l’ordre de 30 ± 0,2 mm par rapport aux trois souches. La mesure de la concentration minimale inhibitrice et bactéricide a donné des concentrations variantes entre 24 μg/μl et 40 μg/μl. Ces valeurs représentent la concentration minimale en HE permettant l’inhibition des souches précédemment mentionnées. Grâce à leurs richesses en composé phénolique les HE du pin gris extraites par entrainement à la vapeur ont montré des diamètres d’inhibitions vis-à-vis aux Staphylococcus aureus, Escherichia coli et Salmonella typhimurium élevés de l’ordre de 24 ± 2 mm, 20,33 ± 1,2, 12 ± 2, respectivement. L’analyse statistique effectuée dans cette étude (ANOVA) a montré qu’il y a une forte interaction entre les trois facteurs : le type d’essence, les méthodes d’extraction et le prétraitement de la BFR en fagots. La densification de la BFR sous forme de fagots est un prétraitement capable d’améliorer la productivité des HE et préserver leurs propriétés antioxydantes et antibactériennes.
Marwa Jemai (2022). Étude du potentiel de diverses techniques de caractérisation pour la délimitation des zones de contamination dans le bois traité. Mémoire de Maîtrise en ingénierie, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue.
Mahdi Kechaou (2022). Valorisation de la boue de désencrage pour la fabrication des panneaux de fibres à basse densité. Mémoire de Maîtrise en ingénierie, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue.

Valorisation de la boue de désencrage pour la fabrication des panneaux de fibres à basse densité.

La boue de désencrage est un résidu récupéré suite aux traitements des eaux usées provenant des usines de recyclage du papier. Cette boue représente une source d'impact environnemental et économique pour l'ensemble de l'industrie papetière. Les lois environnementales concernant la disposition des boues papetières et l'utilisation des liants synthétiques sont devenues de plus en plus rigoureuses et strictes donc il est indispensable de trouver des pistes de valorisations de ces résidus. Ainsi, l'objectif du projet est d'évaluer le potentiel de la boue de désencrage mélangée à des fibres pour la fabrication de panneaux de fibres isolants en utilisant des liants biosourcés (amidon, boue secondaire). L'isolation murale thermique et acoustique et les faux-plafonds sont les deux applications les plus communes pour ce type de panneau. Afin de bien évaluer l'effet des fibres de bois utilisées ainsi que l'effet de l'incorporation de ces résidus sur la fabrication des panneaux, des caractérisations chimiques, thermiques et morphologiques ont été effectuées sur ces matières premières. Les paramètres de mise en forme par les deux procédés sec et humide ont été optimisés en fonction de la teneur en boue de désencrage allant jusqu'à 40%. Les panneaux ont été caractérisés en termes de propriétés physiques et mécaniques selon les normes en vigueur (ASTM Dl037 et ANSI A208). En comparant avec les produits disponibles sur marché, le procédé humide présente un véritable potentiel pour valoriser les boues de désencrage. En effet, les propriétés mécaniques des panneaux fabriqués selon ce procédé ont des modules de rupture comparables à ceux des panneaux commerciaux. L'ajout de l'amidon a contribué à une amélioration notable de ces propriétés. Par ailleurs, l'ajout des boues de désencrage améliore remarquablement la stabilité dimensionnelle des échantillons (gonflement en épaisseur et sorption d'eau).
Mathieu Landry (2022). Facteurs déterminant la composition et la co-occurrence du microbiome de la tordeuse des bourgeons de l'épinette. Thèse de doctorat en sciences biologiques, Université du Québec à Montréal.

Facteurs déterminant la composition et la co-occurrence du microbiome de la tordeuse des bourgeons de l'épinette.

Il existe un lien important entre le microbiome et l’hôte dans une grande variété d’organismes, parmi lesquels sont les humains, des animaux et des plantes. Chez les insectes, le microbiome joue un rôle dans la défense contre les pathogènes, l’obtention de nutriments à partir de l’alimentation et la détermination sexuelle, entre autres. La composition et le rôle du microbiome varient de façon importante à travers la classe des insectes, et nos connaissances sur les facteurs qui déterminent la composition de ces communautés microbiennes sont insuffisantes. Chez les Lépidoptères, il a été théorisé que la larve ne peut entretenir une communauté résidente dans son intestin, et donc que la majorité du microbiome de l’insecte est transitoire et provient majoritairement de l’alimentation. On en sait très peu sur le microbiome de la tordeuse des bourgeons de l’épinette (TBE), Choristoneura fumiferana, un des Lépidoptères les plus destructeurs en Amérique du Nord. La larve de la TBE attaque principalement les populations de sapin et d’épinette. Périodiquement, les populations de cet insecte augmentent drastiquement, provoquant une épidémie et causant la défoliation d’importantes populations d’arbres hôtes. L’insecte fait partie d’un réseau trophique comportant divers animaux et insectes qui ont un impact sur la dynamique de ses populations, et dont les communautés bactériennes pourraient être une partie méconnue. Il est donc important de caractériser les facteurs déterminant la composition et les associations bactériennes du microbiome de la TBE à la fois pour mieux comprendre l’assemblage de microbiomes de Lépidoptères et comme une première étape pour améliorer nos outils de contrôle cet insecte important à la fois économiquement et écologiquement. Cette thèse présente un projet visant à caractériser les facteurs spatiaux, environnementaux et biologiques déterminant la composition des communautés bactériennes de la TBE et les associations bactériennes à l’oeuvre dans ces communautés. Notre premier objectif était de mesurer l’impact de facteurs environnementaux, de la composition des communautés du feuillage consommé par la TBE, de l’espèce d’arbre hôte et de la structure spatiale sur la composition des communautés bactériennes de la TBE. Pour ce faire, nous avons caractérisé les communautés microbiennes de larves de TBE à travers l’aire d’épidémie au Québec dans les provinces avoisinantes sur différentes espèces d’arbre hôte. Notre deuxième objectif était de mesurer à quel point les communautés des intestins de TBE variaient selon le sexe de l’insecte et comment les communautés des intestins différaient des communautés retrouvées dans les larves entières. Nous avons donc observé comment ces communautés différaient en termes de diversité taxonomique, de composition générale et de variabilité entre individus. Notre troisième objectif était de mesurer comment la variation entre intestins et larves entières, entre espèces d’arbre hôte et entre sexes larvaires influençait les réseaux d’associations microbiens de la TBE. À cette fin, nous avons caractérisé les patrons de co-occurrence bactériens du microbiome de la TBE et avons déterminé la variation en termes de structure et de taxons moyeux entre les groupes mentionnés précédemment. Le premier chapitre de cette thèse a démontré que les communautés du feuillage, la structure spatiale et l’espèce d’arbre hôte sont des facteurs importants dans la composition du microbiome de la TBE, mais qu’une importante variation spatiale demeure inexpliquée. Le deuxième chapitre a permis d’observer que malgré le fait que la composition du microbiome de l’intestin de la TBE ne varie que très peu selon le sexe larvaire, la diversité taxonomique et l’abondance de taxons spécifiques varient. Nous avons aussi démontré que les communautés de larves entières sont beaucoup plus diverses et variables entre individus que les communautés des intestins, mais que ces dernières sont beaucoup plus sensibles à l’effet du site d’échantillonnage. Lors du troisième chapitre, nous avons démontré que les réseaux de co-occurrence variaient en termes en structure, de densité ou de taxons moyeux selon l’espèce d’arbre-hôte, le sexe de l’insecte ou de si la communauté provient de larves entières ou des intestins de TBE. Le projet présenté dans cette thèse avance considérablement notre compréhension de l’assemblage des communautés bactériennes associées à la TBE et génère d’importantes hypothèses envers l’importance du microbiome pour l’insecte et l’amélioration des outils pour le contrôler.
Mariem Mharssi (2022). Valorisation des copeaux de bois pour la production des granules énergétiques. Mémoire de Maîtrise en ingénierie, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue.

Valorisation des copeaux de bois pour la production des granules énergétiques.

L’accumulation des surplus de copeaux est en hausse due à la réduction de la consommation des industries papetières. Dans cette optique, la présente étude vise une valorisation des copeaux de bois pour produire des granules énergétiques de haute qualité. Plus précisément, le projet vise à optimiser les paramètres de granulation ainsi qu’à étudier les effets du mode de défibrage et le type de l’essence sur les propriétés des granules. Il vise également à étudier l’effet de la taille des copeaux sur le mode de défibrage par explosion à la vapeur ainsi que sur les propriétés des granules résultants. Pour ce faire, les copeaux de l’épinette noire (EPN), du pin gris (PG) et du sapin baumier (SB) ont été défibrés par deux modes de défibrage : mécanique et explosion à la vapeur à deux sévérités différentes S1= 4,3 (220°C - 6 min) et S2= 4,92 (205°C - 66 min). Les copeaux d’essences (mélange à partir de l’EPN, PG et SB) répartis en trois classes de tailles de particules (fines, aiguilles, gros copeaux) sont explosés à une faible sévérité (S1). Une optimisation des paramètres de granulation a été réalisée en utilisant trois niveaux pour chaque facteur : taille de particules (1, 2 et 4 mm) et teneur en humidité (15, 20, 25%). Les conditions optimales retenues (taille de particules de 2 mm et une humidité de 25%) ont été utilisées pour étudier l’effet de l’essence et le mode de défibrage sur les propriétés des granules. Les granules ont été fabriqués par une granuleuse pilote en fixant la géométrie des canaux de la filière (L/d= 5) et la vitesse de rotation de la vis de dosage (600 rpm). Les fibres ont été caractérisées en termes de chimie de surface et du comportement thermique par analyse thermogravimétrique. Quant aux granules, ils ont été évalués en termes de pouvoir calorifique (PCS), de durabilité et de densité réelle. Les résultats montrent que l’explosion à la vapeur apporte des modifications chimiques considérables à la surface des fibres de l’EPN, du PG et du SB comparé au mode de défibrage mécanique. Un traitement à une sévérité modérée S1 présente un contenu élevé en lignine à la surface des fibres qui se manifeste par une augmentation des propriétés des granules étudiés. Cependant, un traitement plus sévère S2 a entraîné l’augmentation du PCS, mais une baisse remarquable de la durabilité a été observée à la suite de la dégradation partielle de la lignine. Indépendamment du mode de défibrage, les granules fabriqués à partir du PG ont présenté le PCS et la durabilité les plus élevés comparés à ceux du SB et de l’EPN. Dans le cas du PG, le défibrage par explosion à une sévérité modérée a contribué à l’augmentation de la durabilité des granules de 98,7 à 98,9% par rapport au défibrage mécanique. Toutefois, l’augmentation de la sévérité du traitement de S1 à S2 a diminué considérablement la durabilité des granules du PG en passant de 98,9 à 94,25%, soit une diminution de 4,7%. Les granules de l’EPN ont révélé la meilleure augmentation du PCS par rapport à ceux du PG et du SB, passant de 20,97 à 22 MJ/kg pour une sévérité S1 puis à 22,53 MJ/kg pour une sévérité S2. Les granules fabriqués à partir des copeaux à forme d’aiguilles explosées à la vapeur procurent les meilleures propriétés comparées à ceux à base de gros copeaux et de fines, soient un PCS de 22,85 MJ/kg et une durabilité de 99,3%.
Laura Milliard (2022). Utilisation des bassins de rétention d'eaux pluviales dans les emprises routières par les amphibiens. Mémoire de maîtrise en sciences forestières, Université Laval

Utilisation des bassins de rétention d'eaux pluviales dans les emprises routières par les amphibiens.

La restauration et la création de milieux humides sont des stratégies envisagées comme mesures de compensation à la perte de milieux humides naturels. Dans ce contexte, la création de bassins de rétention d'eaux pluviales lors de construction de routes figure parmi ces méthodes potentielles de compensation. L'objectif de mon projet était de quantifier l'utilisation de bassins de rétention par les amphibiens, en comparaison avec des milieux humides de référence. Ces bassins permettent la rétention des eaux de ruissellement provenant de surfaces imperméables qui sont chargées en polluants. Nous avons émis l'hypothèse que les amphibiens utilisent davantage les milieux humides éloignés que les milieux humides près des routes et qu'à distance égale à la route, ils utilisent davantage les milieux humides naturels que les bassins de rétention. Nous avons évalué la présence d'adultes à l'aide de points d'écoute de chants d'anoures et le succès reproducteur à l'aide de décomptes de masses d'œufs et de têtards. Ces inventaires ont été effectués dans 20 bassins de rétention construits par le Ministère des Transports du Québec, 20 milieux humides naturels près des routes (< 50 m) et 20 milieux humides éloignés des routes (50 m - 500 m). La qualité des sites a été évaluée en mesurant des caractéristiques locales comme la taille de l'étang, la végétation, les propriétés physico-chimiques, l'hydropériode et des variables à l'échelle du paysage. Nos résultats révèlent que la conductivité et le pH sont plus élevés dans les bassins que dans les milieux humides naturels. Nos analyses n'ont dévoilé aucun effet des variables explicatives sur l'occupation des amphibiens aux stades de têtards et d'adultes d'anoures. Toutefois, l'abondance de masses d'œufs de salamandres fouisseuses diminuait avec l'augmentation de la conductivité et de l'hydropériode. Malgré certaines caractéristiques différentes des milieux naturels, les bassins sont utilisés par plusieurs espèces d'amphibiens pour la reproduction et le développement. La diminution d'application de sels de déglaçage devrait augmenter la qualité des milieux humides en bordure de route pour les communautés d'amphibiens.
Chantal Moulin Vézina (2022). Effet des stress climatiques, biotiques et du régime hydrique sur la mortalité de l'épinette noire en forêt boréale. Mémoire de maîtrise en biologie, Université du Québec à Montréal.

Effet des stress climatiques, biotiques et du régime hydrique sur la mortalité de l'épinette noire en forêt boréale.

Des épisodes de mortalité associés au stress hydrique ont été rapportés dans plusieurs biomes forestiers au cours des dernières décennies. La résilience des forêts est incertaine dans un contexte où la fréquence et la sévérité des sécheresses sont en hausse et exacerbent la mortalité causée par les épidémies d’insectes ravageurs. L’influence du type de site sur la capacité des arbres à répondre aux stress simples ou multiples est à ce jour mal comprise. Notre étude vise donc à déterminer le rôle des stress biotiques (insectes), climatiques (sécheresses), hydriques (régime xérique ou mésique) et de leurs interactions sur la mortalité de l’épinette noire en forêt boréale. Nous supposons que (1) les arbres des stations xériques vont subir plus de déclins durant les périodes de stress climatiques, et que par conséquent, (2) les arbres dans la région de l’Abitibi, sont plus vulnérables à la sécheresse que ceux de la région plus humide de la Côte-Nord, et cela en raison de (3) l’historique de stress qui prédispose les arbres à la mortalité. Nous avons échantillonné 60 paires d’arbres morts et vivants, dans deux types de régimes hydriques dans la pessière à mousses en Abitibi et sur la Côte-Nord. Le plan expérimental est inspiré de l’épidémiologie, une approche encore peu utilisée pour étudier la mortalité des arbres. Les analyses dendrochronologiques révèlent que le climat est le principal moteur des variations de croissance. L’effet de la sécheresse estivale nuit aux arbres en Abitibi, alors que sur la Côte-Nord, la sécheresse printanière stimule la croissance. Le stress causé par les épidémies de tordeuses de bourgeons de l’épinette est négligeable dans les deux régions. Finalement, l’effet des stress climatiques passés persiste sur la vigueur jusqu’à 30 ans après l’événement. Cette étude contribue à la compréhension de l’effet des stress sur les arbres à différentes échelles, dans un contexte de changements climatiques.
Alexandre Florent Nolin (2022). Reconstitution des débits et des hauts niveaux d'eau pour la région des plaines de l’Abitibi depuis la fin du petit âge glaciaire et prévisions suite aux changements climatiques. Thèse de doctorat en sciences de l'Environnement, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue.
Abir Oueslati (2022). Pyrolise lente du bois créosoté comme approche écologique de décontamination. Mémoire de Maîtrise en ingénierie, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue.

Pyrolise lente du bois créosoté comme approche écologique de décontamination.

La créosote représentait l’un des agents de préservation du bois les plus efficaces depuis le 19eme siècle jusqu’à son interdiction en 2011. Elle est reconnue par sa grande toxicité. La créosote est classée comme cancérigène de catégorie 2 en raison de sa teneur (90 %) en hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAPs), notamment le benzo(a)pyrène avec une concentration supérieure à 50 ppm (partie par million). Au Canada, 4,5 millions de mètre cube de bois traités à la créosote sont mis hors service annuellement, ce qui représente 29 % de la totalité des déchets de bois disponibles. Plusieurs menaces émanent de ces déchets, dont principalement: la dispersion des HAPs dans l’environnement, la contamination des nappes phréatiques et la pollution atmosphérique. La valorisation énergétique par cogénération du bois traité à la créosote est une alternative intéressante. Cependant, la concentration des HAPs dans les émissions de gaz, exprimée en équivalent toxique du benzo(a)pyrène, est assujettie à la loi sur la qualité de l’environnement (LQE), où la valeur seuil tolérée est égale à 0,0009 μg/m³. L’objectif principal de ce travail est d’évaluer le potentiel du procédé de la pyrolyse du bois contaminé à la créosote dans la dégradation des HAPs ou la réduction de la concentration de ces derniers dans la phase liquide. Plus spécifiquement, le projet vise à déterminer les effets de la température de pyrolyse et de la granulométrie de la matière première sur la concentration des HAPs dans le biochar et les gaz. Dans un premier temps, une caractérisation des propriétés thermochimiques du bois créosoté est effectuée en utilisant une analyse thermogravimétrique (ATG) couplée à une analyse de chromatographie en phase gazeuse-spectroscopie de masse (GC-MS) pour optimiser les paramètres de pyrolyse. Les dix-huit HAPs prioritaires par l'Agence américaine pour la protection de l'environnement (naphtalène, 2-methylnaphtalene, 1-methylnaphtalene, acénaphtène, acénaphtylène, acénaphtylène, fluorene, phénanthrène, anthracène, fluoranthène, pyrène, benzo(a)anthracène, chrysene, benzo(k)fluoreanthene, benzo(b)fluoranthène, benzo(a)pyrène, indeno(1,2,3-c,d)pyrène, dibenzo(a,h)anthracène, benzo(g,h,i) perylene) ont été identifiées par chromatographie à phase gazeuse.

Dans un deuxième temps, la pyrolyse du bois créosoté a été réalisée en deux étapes. Dans la première étape, trois granulométries [G1 (2 - 2,8 mm), G2 (1,4 - 2 mm) et G3 (1 - 1,4 mm)] et trois températures de pyrolyse (300, 400 et 500 °C) ont été évaluées en utilisant un prototype de four muni de deux condensateurs et un filtre des HAPs. Dans la deuxième étape, les différents types de biochar ainsi obtenus ont été traités thermiquement à une température de 800 °C pendant 1h pour assurer une dégradation complète des HAPs. Les résultats ont montré que la concentration totale des HAPs dans le biochar dépend à la fois de la température de pyrolyse et de la granulométrie de la biomasse. Elle diminue avec l’augmentation de la température dans le cas de G1. Cependant, dans le cas de G2 et G3, la concentration totale des HAPs augmente de 300 à 400 °C, mais diminue à 500 °C dans le biochar. Dans le cas du benzo (a) pyrène, le composant le plus problématique selon l’EPA, la concentration diminue de 50 % entre 300 et 400 °C et augmente légèrement à 500 °C pour G1. Pour G2, la variation de la concentration est moins importante avec la température de pyrolyse, Cependant, une augmentation proportionnelle à la température est observée pour G3 de 16 à 26 % entre 400 et 500 °C. Les résultats des analyses des gaz montrent que le pourcentage des HAPs dépend aussi de la température de pyrolyse et de la granulométrie de la matière première. Pour G3, on note l’absence totale des HAPs quelle que soit la température de pyrolyse. Pour G1, les HAPs sont absents à 300 et 400 °C et augmente de 40 % à 500 °C. Alors que pour G2, les HAPs sont absents seulement à 300 °C et augmentent de 89 % et 40 % à 400 et 500 °C, respectivement. En considérant un rendement élevé en biochar et la qualité des gaz émis, la première partie du projet nous a permis de conclure que les meilleures conditions de pyrolyse du bois traité à la créosote sont des températures de 300 et 400 °C et une granulométrie grossière G1 (2 - 2,8 mm). Cependant, la concentration des HAPs au niveau du biochar dépasse les limites tolérées pour l’environnement. Alors que le traitement du biochar à haute température (800 °C) a permis d’avoir un produit final exempt des HAPs et par conséquent sécuritaire pour l’environnement.
Chloé Pelletier (2022). Transmission des savoirs et des pratiques ethnobotaniques autochtones : étude de cas du bleuet (minic) auprès des Atikamekw Nehirowiskwewok (femmes Atikamekw) de Wemotaci. Mémoire de maîtrise sur mesure en ethnobotanique autochtone, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue

Transmission des savoirs et des pratiques ethnobotaniques autochtones : étude de cas du bleuet (minic) auprès des Atikamekw Nehirowiskwewok (femmes Atikamekw) de Wemotaci.

Les savoirs, les cultures et les identités autochtones sont étroitement liées à l’occupation et à l’utilisation du territoire d’appartenance. Pour bien comprendre comment se vit le lien au territoire et comment il peut être affecté par les changements environnementaux, il importe d’en documenter toutes les facettes. C’est dans cette optique que ce mémoire avait pour objectif de décrire et d’analyser la transmission des valeurs, des savoirs et des pratiques autochtones concernant le bleuet (minic) au sein de la communauté atikamekw nehirowisiw de Wemotaci (Haute-Mauricie, Québec, Canada), particulièrement chez les femmes. Le cadre conceptuel de ce mémoire se fonde sur les notions de système de savoirs, d’espèce culturelle clé, de dwelling place et de paysage culturel. Dans une démarche collaborative, c’est par un séjour estival dans la communauté atikamekw nehirowisiw de Wemotaci, que des données qualitatives ont été recueillies lors d’entrevues semi-dirigées et par de l’observation participante. L’étude révèle que le minic est un marqueur identitaire du peuple Atikamekw Nehirowisiw ainsi qu’un vecteur de valeurs humaines : partage, réciprocité et respect. Le bleuet contribue au bien-être et à la santé des membres de la communauté et du territoire, notamment en nourrissant plusieurs animaux, dont masko (l’ours) qui transmet les bienfaits du bleuet aux Atikamekw Nehirowisiwok via la consommation de sa viande, sa graisse et ses os. L’abondance de bleuets sur le territoire est alors signe de santé pour les êtres humains et non-humains. Par ailleurs, l’étude soulève plusieurs facteurs limitant à la fois la quantité, la qualité et l’usage des bleuets : les changements climatiques, les pratiques forestières intensives et la cueillette intensive au peigne. La transmission des savoirs et des pratiques liées à minic est alors elle aussi touchée par ces facteurs. La mobilisation, l’acquisition et la transmission des savoirs ethnobotaniques en contexte atikamekw nehirowisiw se font selon des voies de transmission distinctes et complémentaires. Ces étapes peuvent se faire de façon intrafamiliale, interfamiliale ou dans le cadre scolaire : par les enseignant·e·s et entre les jeunes d’un même génération également. L’étude révèle une complémentarité entre la transmission familiale et scolaire des savoirs liés à minic à Wemotaci. Il faut cependant considérer une distinction entre certains savoirs dits « communs » (partagés largement au sein de la communauté, ex. confection de la pâte de bleuets) et « spécifiques » (détenus et transmis au sein d’une famille ou entre quelques personnes seulement, ex. utilisations médicinales des plantes). À Wemotaci, le bleuet contribue au développement économique communautaire puisqu’une partie de la collecte annuelle est vendue sans transformation, majoritairement à l’extérieur de la communauté. Au sein de la communauté, le bleuet est consommé et transformé en pâte de bleuets, qui est un mets important au sein de la culture atikamekw nehirowisiw. Une entreprise locale (Osekwan minic), lancée par et pour les femmes de la communauté, se spécialise dans la fabrication et la vente de pâte de bleuets, essentiellement pour les membres et institutions de la communauté (ex. écoles, centre de santé).
Élodie Quer (2022). Déterminants écologiques et chimiques des greffes racinaires dans les peuplements naturels de sapins baumiers (Abies balsamea (l.) mill.) en forêt boréale au Québec. Thèse de doctorat en sciences de l'Environnement, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue.

Déterminants écologiques et chimiques des greffes racinaires dans les peuplements naturels de sapins baumiers (Abies balsamea (l.) mill.) en forêt boréale au Québec.

Les greffes racinaires naturelles résultent de la fusion des tissus vasculaires de deux racines provenant d’arbres distincts. Elles permettent la redistribution d’eau, de nutriments et de produits de la photosynthèse entre les arbres affectant leur croissance et leur physiologie. Bien que des greffes aient été observées chez plus de 200 espèces d’arbres, leur processus de formation et leur rôle écologique dans les interactions entre arbres restent mal connus. Dans ce contexte, trois peuplements de sapins baumiers (Abies balsamea (L.) Mill.) en forêt boréale au Québec ont été excavés hydrauliquement afin de déterminer la fréquence des greffes et de caractériser leurs facteurs de formation. Dans un second temps, l’effet d’interaction entre la compétition intraspécifique et les greffes racinaires sur la croissance des sapins a été évalué en utilisant des modèles linéaires de croissance. Enfin, l’hypothèse selon laquelle les arbres pourraient libérer des composés allélopathiques dans le sol pouvant stimuler ou inhiber la formation des greffes a été testée. Pour cela, les profils métabolomiques d’exsudats et de racines fines d’arbres greffés et non-greffés ont été comparés. Nous avons démontré que : i) en moyenne 36 % des arbres étaient greffés au sein des peuplements et que la proximité entre les arbres était le meilleur prédicteur de la formation des greffes; ii) une fois les arbres greffés, leur croissance était fortement réduite lors de l’augmentation de la compétition intraspécifique; iii) les stilbènes et flavonoïdes libérés dans le sol par les racines de sapins seraient de potentiels inhibiteurs de la formation des greffes. Les greffes pourraient donc jouer un rôle clé dans la dynamique des peuplements en rendant les arbres plus sensibles à la compétition intraspécifique et potentiellement en accélérant la phase d’auto-éclaircie. Les profils métabolomiques différents entre les racines et exsudats d’arbres greffés ou non constituent une première évidence d'un déterminisme chimique des greffes.
Juanita Carolina Rodriguez (2022). Dominance by coniferous versus broadleaf deciduous trees in boreal forests as a driver of understory vegetation and associated microorganisms. Thèse de doctorat en sciences de l'Environnement, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue.

Dominance by coniferous versus broadleaf deciduous trees in boreal forests as a driver of understory vegetation and associated microorganisms.

Boreal forests are increasingly changing in tree dominance from coniferous to broadleaf deciduous forests, due to natural fires, human land use and climate change. In the boreal forest of northwestern Quebec, coniferous forests dominated by black spruce trees (Picea mariana (Mill.) Britton, Sterns & Poggenb.) experience an expansion of broadleaf forests, producing areas dominated by trembling aspen trees (Populus tremuloides Michx.). These two forest types can be considered as two alternative stable states, with similar permanent abiotic conditions originating from the same disturbance trigger, and only differing in tree dominance. Alternative stable states defined by tree dominance shape local conditions for plant and microbial communities in the understory, via their effects on environmental factors, such as litter deposition, light conditions, and soil nutrient availability. Consequently, increasing changes in tree dominance in boreal forests may differentially affect understory vegetation and associated microbial communities. The general objective of this thesis was to understand how tree dominance of coniferous and broadleaf deciduous forests influenced understory vegetation and associated microbial communities in the boreal forest. This was analyzed in three chapters. In Chapter 1, we analyzed the main factors related with tree dominance driving changes in understory vegetation between forest types. We performed a 5-year in situ experiment using alternative stable states as a guiding theoretical framework including two approaches: 1) the ecosystem approach, manipulating environmental conditions of light, litter and nutrients; and 2) the community approach, exchanging understory communities between forest types. In Chapter 2, we evaluated the relative importance of factors related to tree dominance shaping microbial community structure. First, we analyzed differences in bacterial communities between microhabitats (soil microbiome vs. tree phyllosphere) and forest types (black spruce vs. trembling aspen forests). Secondly, we analyzed if bacterial and fungal communities were affected by changes in factors associated with tree dominance, including shifts in litter deposition and in understory transplantations between forest types, and correlated them with abiotic and biotic factors. Finally, in Chapter 3, we used genetic sequencing to identify phyllosphere bacteria associated with the two most abundant feather mosses in both forest types, in order to determine if moss-host species or tree dominance drive bacterial diversity in the moss phyllosphere. Results of Chapter 1 indicate that the plant understory composition in trembling aspen stands was both resistant to shifts in local conditions and resilient in the alternative state dominated by black spruce. In contrast, the abundance of mosses and ericaceous plants that typically compose black spruce stands was negatively affected by a physical effect of broadleaf addition and they were less resilient in trembling aspen stands as they were invaded by local plants over time. Despite the fact that shifts in litter deposition and in understory vegetation exchanged between forest types were important field manipulations that altered understory vegetation after 5 years, in the results of Chapter 2 we did not observe a significant effect of treatments on the soil microbial α-diversity, relative abundance, and community composition. These bacterial and fungal communities in the mineral soil were resilient to the aboveground changes made by the treatments and were only shaped by the underlying effects of forest type. While microbial communities were influenced by forest type, they were also highly specific to their microhabitat, i.e. in the tree phyllosphere or soil microbiome of each forest type. Finally, in Chapter 3, the overall composition of moss phyllosphere bacterial communities was defined by the interaction of both forest type and host species, although the abundance of most bacterial phyla was most strongly influenced by forest type. The moss phyllosphere in trembling aspen forests harboured a higher relative abundance of diazotrophic bacteria, including ecologically important cyanobacteria, compared to black spruce forests. Our project advanced the understanding of two representative forest types in the boreal area, by highlighting the effect of tree dominance of black spruce and trembling aspen forests on understory vegetation (Chapter 1), tree phyllosphere and soil microbial communities (Chapter 2), and moss bacterial phyllosphere (Chapter 3) in the boreal forest of eastern Canada. Forests dominated by trembling aspen trees harbour an abundant and more resilient plant understory and a more diverse soil microbial community than black spruce forests, which is useful in forest management to better cope with increasing changes in the boreal biome.
Khairat Torki (2022). Optimisation et caractérisation des propriétés des biohuiles issues de la pyrolyse du bois contaminé à la créosote. Mémoire de Maîtrise en ingénierie, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue.

Optimisation et caractérisation des propriétés des biohuiles issues de la pyrolyse du bois contaminé à la créosote.

Au Canada, les chemins de fer constituent le moyen de transport majoritaire des industries lourdes et des compagnies minières. Ce moyen de transport est le premier générateur de déchets de bois créosoté, avec plus de 450 000 m3 chaque année. La créosote est utilisée pour ses propriétés de préservation du bois. Elle empêche l’attaque des insectes et des champignons pouvant altérer son intégrité et compromettre ainsi la sécurité ferroviaire. Chimiquement, la créosote est composée à 90 % d’hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAPs) connus par leur toxicité. La pyrolyse rapide du bois créosoté semble être une solution et une piste prometteuse pour la gestion de ce résidu dangereux. L’objectif principal de notre projet est d'évaluer le potentiel de la pyrolyse rapide dans la décontamination des déchets de bois traité à la créosote et sa capacité de concentrer les HAPs dans la phase liquide (biohuile de pyrolyse) en vue de la valoriser en tant que carburant liquide. Pour ce faire, les étapes suivantes ont été suivies : 1-Collecte, broyage et caractérisation de la biomasse initiale ; 2-Optimisation de la production des biohuiles en variant la température de la pyrolyse rapide : 400, 450 et 500 °C ; 3-Qualification et quantification des HAPs dans les produits pyrolytiques ainsi que déduction de l’effet de la pyrolyse rapide à déconcentrer les HAPs du bois contaminé et 4-Caractérisation physique et chimique des biohuiles produites. La biohuile obtenue à 400 °C était la moins concentrée en HAPs (222 250 ppm à 400 °C, 264 450 ppm à 450 °C et 293 250 ppm à 500 °C) en présentant des caractéristiques physico-chimiques semblables à celles de la biohuile typique : la masse volumique 1,12 g/cm3, la viscosité 5,71 cP, le pouvoir calorifique 11,74 MJ/kg, la teneur en eau 47,22 %, la teneur en cendre 0,41 % et les concentrations des inorganiques 2 406 ppm. Ces caractéristiques augmentent en fonction de la température de la pyrolyse et atteignent leurs maximums à 500 °C. Néanmoins, la composition emmêlée et la présence des composés oxygénés (20 à 50 %) provoquent une déplétion de son implication industrielle et limitent leurs utilisations. Pour remédier à cette contrainte, l’hydrotraitement catalytique a été choisi pour réduire d’une part le taux en composés oxygénés et d’autre part déconcentrer les biohuiles des HAPs. Les conditions opératoires de l’étape d’hydrogénation ont été fixées à une température de 120 °C, une pression de 8 bar et un temps de réaction d’une heure. Deux types de catalyseurs : Raney nickel et le Ni/biochar. La biohuile hydrogénée a témoigné une diminution de 22 % du taux en carbone. En contrepartie, on a observé une augmentation du pourcentage des polyols (34 %), des alcanes (71 %) et du gaz (82 %). Généralement, l’hydrogénation a permis une réduction de 96,2 % du pourcentage massique des HAPs dans l’huile pyrolytique. Ces résultats suggèrent l’intérêt de l’hydrogénation catalytique dans la réduction des risques pour la santé des biohuiles et l’amélioration de sa stabilité.
He Wang (2022). Conception de composites bois-polymère hybrides structuraux. Mémoire de Maîtrise en ingénierie, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue.

Conception de composites bois-polymère hybrides structuraux.

Les composites à base de fibres de bois et de polymères thermoplastiques (CBP) ont des propriétés mécaniques faibles ce qui empêche leur utilisation pour des applications structurales. La conception de composites hybrides par l’ajout d’un renfort ou d’autres types de fibres est parmi les alternatives pour améliorer les performances mécaniques de ces composites. Dans ce contexte, nous avons examiné différentes approches pour la conception de composites hybrides soit l’ajout d’une faible proportion de fibres de carbone et la fabrication d’un composite stratifié en utilisant un renfort en aluminium. L’ajout d’une faible proportions de fibres de carbone (3, 6, 9%) au CBP à base de fibres d’érable avec une matrice de polypropylène (PP) recyclé a augmenté significativement ses propriétés mécaniques. À titre d’exemple, l’ajout de 9% de fibres de carbone a augmenté les modules d’élasticité en flexion et en traction de 121% et de 140%, respectivement. De la même façon, les contraintes maximales en flexion et en traction ont augmenté de 95% et de 54%, respectivement. Par ailleurs, la fabrication de composites hybrides stratifiés en utilisant un renfort en aluminium pour des fins représente plusieurs défis notamment en terme d’adhésion entre le CBP et l’alumium. Un adhésif époxy a été employée. Pour améliorer l’adhésion interfaciale, deux traitements de surface (l’abrasion unidirectionnel et le traitement par composés chromiques) et le pressage à chaud ont été utilisés. Cette approche présente plusieurs défis dont le plus important est d’établir la relation entre les paramètres de rugosité surfacique et la résistance d’adhésion. Les paramètres de rugosité surfacique de différentes surfaces ont été étudiés par microscope confocal et modélisés par le logiciel VK-X. La rugosité arithmétique (Sa), la rugosité quadratique (Sq), l’aplatissement (Sku), l’asymétrie (Ssk), le rapport d’aspect de texture (Str) et le rapport de surface interfaciale développée (Sdr) sont des paramètres de rugosité surfacique obtenus par modélisation. Les traitements de surface améliorent l’adhésion du CBP avec l’aluminium. Les résultats des travaux montrent que les paramètres d’amplitude (Sa, Sq) et le paramètre d’aire (Sdr) de rugosité surfacique ont des impacts sur l’adhésion de l’aluminium.
Xiangbo Yin (2022). Déterminer les effets hors site des mines et leur empreinte en utilisant la végétation et la phyllosphère : intégration du type d'écosystème et du cycle de vie des mines. Thèse de doctorat en sciences de l'Environnement, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue.
Carla Carolina do Nascimento Moraes (2022). Effet du mélèze laricin sur les flux de méthane et de dioxyde de carbone et sur la qualité nutritionnelle des sols tourbeux de l'Abitibi. Mémoire de maitrise en écologie, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue

Effet du mélèze laricin sur les flux de méthane et de dioxyde de carbone et sur la qualité nutritionnelle des sols tourbeux de l'Abitibi.

Le Canada possède l’une des plus grandes superficies de milieux humides du monde.

Les sols organiques dominent ces écosystèmes. La forêt boréale sur sol tourbeux

occupe environ 1,7 million d’hectares au Québec. L’épinette noire est l’espèce

dominante de ces milieux humides tourbeux. La productivité forestière dans les

pessières tourbeuses est faible comparativement à des pessières évoluant sur des sols

bien drainés parce que les sols tourbeux sont généralement caractérisés par un niveau

d’hydromorphie élevé, ainsi que des conditions extrêmes d’acidité et une faible

disponibilité des éléments nutritifs. Il est également connu que les sols tourbeux

hydromorphes émettent beaucoup de carbone (C) dans l’atmosphère sous la forme de

méthane (CH4), un gaz à effet de serre (GES) puissant. L’introduction du mélèze

laricin dans les stratégies de reboisement pourrait faciliter l’aménagement de ces

peuplements parce que cette essence a le potentiel d’améliorer la qualité du sol, le

recyclage et la disponibilité des éléments nutritifs, le rendement des peuplements et

les taux d’évapotranspiration. Ce mémoire se penche plus spécifiquement sur la

dynamique du C dans les sols tourbeux le long d’un gradient de mixité entre

l’épinette noire et le mélèze laricin. Nous posons la question centrale suivante : le

mélèze laricin influence-t-il positivement la qualité nutritionnelle des sols organiques

et les flux de carbone (CO2 et CH4) en peuplements mixtes avec l’épinette noire se

développant sur sols tourbeux ? La majorité de nos parcelles dans les trois sites n’ont

pas émis de CH4, suggérant une absence d’influence de composition en espèces sur

l’émission de méthane. La respiration du sol, c’est-à-dire l’émission de CO2, a été

influencée par la température et le contenu volumétrique en eau (CVE) du sol. Audessus

de 10°C, le mélèze laricin manifeste une influence négative et significative sur

la respiration des sols organiques. Nos résultats montrent que même si les trois

peuplements retenus se sont développés sur une épaisse couche organique, ces

derniers se distinguent de par les propriétés physicochimiques des sols. Les variations

de la proportion de surface terrière du mélèze laricin à l’intérieur d’un même

peuplement n’a pas tant affecté les conditions du sol, en comparaison à l’effet du

peuplement. Toutefois, cela n’indique pas nécessairement que les plantations de

mélèze laricin pourraient réellement, altérer significativement les émissions de CO2 à

l’échelle du paysage. Nous suggérons la prudence dans l’emploi de cette approche

dans un contexte de changements climatiques.

Emplois des étudiantes et étudiants formés

Étudiant	Diplôme	Emploi
Nada Aloui	Maîtrise, UQAT	Employé (CLSC côté des neiges)
Achraf Ammar	Maîtrise, UQAT	Chargé de projet (Transelec Common Inc. (TCI))
Emmanuel Amoah Boakye	Doctorant, UQAT	Chercheur postdoctoral (UQAM)
Yosri Dammak	Maîtrise, UQAT	Responsable (Amélioration du procédé chez National Silicates)
Kalthoum Ellafi	Maîtrise, UQAT	Chargée de projet (CTRI)
Andréane Garant	Maîtrise, UQAT	Chargée de projets en environnement (Collectif Territoire, Rouyn-Noranda)
Mathieu Landry	Doctorant, UQAM	Analyste
Chloé Pelletier	Maîtrise, UQAT	Doctorante (Chaire de recherche en patrimoine et tourisme autochtone - Université Laval )
Juanita Carolina Rodriguez	Doctorant, UQAT	Professionnelle de recherche (traitement des données biologiques, Centre d'étude de la forêt )

Encadrement d'étudiantes et d'étudiants au deuxième cycle

Étudiant	Diplôme	Sujet de recherche
Chafik Analy	Maîtrise, UQAT	Phénologie automnale (aoûtement) et tolérance au gel de différentes sources génétiques de l’épinette blanche le long d’un gradient climatique
Miray Andrianirinarimanana	Maîtrise, UQAT	Impact de l’aménagement sylvicole sur les stocks de carbone végétal le long d’un gradient longitudinal de peuplements situés à la limite nordique de la zone d’exploitation forestière.
Tasnim Anjum Mou	Maîtrise, UQAT	Understanding the atypical cyanobacterial blooms.
Mélanie Arsenault	Maîtrise, UQAT	Impacts du castor sur la dynamique forestière : combien, quand et où.
Gabrielle Beaulne	Maîtrise, UQO	Analyse de la connectivité et des barrières au passage de l’avifaune dans les corridors écologiques entourant le Parc de la Gatineau
Youssef Ben Slim	Maîtrise, UQAT	Prédiction des propriétés physiques et chimiques du bois d’érable à sucre par la spectroscopie infrarouge proche
Arnaud Benoit-Pépin	Maîtrise, UQAT	Quantifier l’utilisation des chemins forestiers par les prédateurs du caribou forestier.
Amélie Bergeron	Maîtrise, UQAT	D’où vient le bois? : Établir l’origine du bois de drave par la dendro-provenance au Témiscamingue
Elise Berthiaume	Maîtrise, UQAT	Le rôle des bandes riveraines dans la préservation de la biodiversité et la connectivité de la forêt boréale
Julien Bilodeau-Colbert	Maîtrise, UQAM	Domaine vital et occupation de l'habitat par le Grand Pic en forêt boréale
Patrice Blaney	Maîtrise, UQAT	Restauration écologique d’un écosystème dégradé : le lac Osisko
Manon Boche	Maîtrise, UQAT	Conservation, gestion et écophysiologie des plus vieux arbres du Québec : les cèdres blancs du lac Duparquet
Rémi Boisvert	Maîtrise, UQAT	Effet du gradient climatique généré par le lac Supérieur sur l'utilisation de micro-habitats par les communautés de macrolichens
Nicolas Boucher	Maîtrise, UQAM	Évaluation des populations de guêpes parasitoïdes dans la forêt vierge du Ya’nienhonhndeh.
Sabrina Brisson	Maîtrise, UQAM
Johann Brunelot	Maîtrise, UQO	Rentabilité comparative de différentes stratégies d’aménagement forestier écosystémique optimisées en forêt feuillue.
Eve-Line Bérubé Beaulieu	Maîtrise, UQAM	Comportements d'alimentation du Grand pic en relation avec des infrastructures d'hydroélectricité
Manon Carboni	Maîtrise, UQAT	Dynamique du sous-bois de la forêt boréale mixte.
Anthony Caya	Maîtrise, UQAT	Intégration des connaissances sur les habitats fauniques pour la planification territoriale autochtone : le cas du lynx du Canada
Jonathan Cazabonne	Maîtrise, UQAT	Fungal biodiversity of Esker Forests
Kloé Chagnon-Taillon	Maîtrise, UQAT	Aires protégées et valeurs autochtones.
Julia Cigana	Maîtrise, UQAT	Dynamique forestière contemporaine et passée à la limite nordique des érablières
Miguel Cruz Vazquez	Maîtrise, Universidad Veracruzana	Gestión de los recursos bioculturales para la alimentación en dos comunidades indígenas de la Sierra del Totonacapan Veracruzano
Lou Delayance	Maîtrise, UQAT	Susceptibilité des peuplements de frêne noir à la régulation du niveau des crues printanières : biodiversité et conservation
Audrey Demers	Maîtrise, UQAT	Modèle empirique de la qualité du bois de l’érable à sucre en contexte de changement climatique
Urszula Deregowski	Maîtrise, UQAM	Les effets à long terme de l’aménagement inspiré par des perturbations naturelles sur les coléoptères saproxyliques
Louis-Joseph Drapeau	Maîtrise, UQAT	Assessing the implementation and internal conduct of co-management institutions in Canada and Norway : a comparative study of the Eeyou Istchee James Bay Regional Government (EIJBRG) and the Finnmark Estate (FeFo).
Lauren Egli	Maîtrise, UQAM	Vérification de la résilience des écosystèmes forestiers à l'aide de la biodiversité des carabes.
Fatima Ezzahra Khouya	Maîtrise, UQAT	Acclimatation thermique de la photosynthèse et de la respiration chez l’épinette blanche.
Amira Fetouab	Maîtrise, UQAT	L’effet de la densité de plantation et de la préparation de terrain sur le sur-bois et la croissance des plantes en milieu paludifié.
Océane Fogliani	Maîtrise, UQAT	Microbiomes associés aux peuplements multi-clonaux de peuplier faux-tremble
Sylvain Gagnon	Maîtrise, UQAT	Évaluation du brûlage dirigé comme technique de restauration du pin blanc et du pin rouge.
Félix Gery	Maîtrise, UQAT	Évaluation du potentiel d’établissement de tapis de lichens et mousses sur des sites dégradés dans un objectif de revégétalisation d’affleurements rocheux à proximité de Rouyn-Noranda
Samuel Gladu	Maîtrise, UQAM	Impact long terme de l’aménagement forestier équien et inéquien sur la composition des carabes.
Éliane Grant	Maîtrise, UQAT	Évaluation des impacts fauniques de l'exploitation minière sur Eeyou Istchee.
Michel Guimond	Maîtrise, UQAT	Rôle, efficacité et vitalité des bandes riveraines boisées en forêt boréale
Akib Hasan	Maîtrise, UQAT	Biodiversity in esker lakes
Deanna Holt-Schmitt	Maîtrise, UQAT	The effects of Lake Superior’s macroclimactic conditions on bryophyte diversity and distribution patterns
Joshua Jarry	Maîtrise, UQAT	Effets des épidémies de livrée sur les propriétés des sols et la croissance de la régénération en forêt boréale mixte.
Jonathan Kimbukusu Kusa	Maîtrise, UQAT	Les effets de divers traitements sylvicoles sur le contrôle de l’aulne rugueux et la remise en productivité forestière en forêt boréale.
Youssef Kraida	Maîtrise, UQAT	Quantification des écarts de volumes de bois entre ceux prévus par Woodstock et ceux réellement récoltés ou encore ceux disponibles à la récolte dans un avenir rapproché
Dalia Laoubi	Maîtrise, UdeM	Modélisation du bilan de carbone des routes forestières en vue d'une remise en production écologique du réseau
Katherine Lapointe-Quesnel	Maîtrise, UQAM	Utilisation des poteaux de distribution d’électricité à des fins de reproduction par le Grand Pic (Dryocopus pileatus) dans le nord-est de l’Ontario
Eloïse LeStum-Boivin	Maîtrise, UQAT	Dynamique initiale de la paludification dans la pessière noire à mousse du Québec boréal par l’analyse paléoécologique des dépôts de tourbe.
Tom Monet	Maîtrise, UQAT	Caractérisation du microbiome du sol des friches naturelles et boisées en Abitibi
Lauriane Nault	Maîtrise, UQAM	Modèle prévisionnel des dommages en lien avec l’occupation de l’habitat par les pics le long des lignes de distribution
Jérémie Pelletier	Maîtrise, UQAM	Facteurs écologiques responsables de la structure spatiale de colonisation des nids de fourmis charpentières (Genre Camponotus) sur les poteaux de distribution d'électricité et de télécommunication.
Raymond Pendi	Maîtrise, UQAT	Effets de l’espacement initial en plantation sur la qualité du bois des peupliers hybrides.
Mélyssa Pinard-Fortier	Maîtrise, UQAM	Conservation des milieux naturels au Québec
Finidi Désiré Ratefiarison	Maîtrise, Université Laval	Évaluation de la rentabilité économique et financière des coupes partielles.
Lisandre Robichaud	Maîtrise, UQAR	Effets des chemins sur la dynamique entre le caribou forestier, les proies alternatives et les prédateurs dans la région du Nord-du-Québec.
Samuel Robin	Maîtrise, UQAT	Impact du changement climatique dans la régénération des espèces boréales.
Amal Saidani	Maîtrise, UQAT	Analyse comparative des génomes chloroplastiques de dix espèces de mélèzes
Theodore Stathopoulos	Maîtrise, UQAT	Reconstruction des régimes historiques de feux et d'exploitation forestière dans les forêts de pins blancs et rouges
Anoj Subedi	Maîtrise, UQAT	Understanding complex interactions in forest ecosystems: Impact of climate on the defoliation of black spruce by the spruce budworm
Juliette Taupin	Maîtrise, UQAT	Dynamique des feux et évaluation de la synchronicité des reconstitutions multi-proxys (charbons de sol, cicatrices de feux et sédiments lacustres) au parc national de la Mauricie, Québec, Canada
Jeanny Thivierge-Lampron	Maîtrise, UQAT	Réponses de la croissance intra-annuelle des arbres à la variabilité environnementale.
Carolina Isabel Villalobos Rojas	Maîtrise, UQAT	Caractérisation à haute résolution spatio-temporelle de la croissance des forêts à partir de couvertures LiDAR multi-temporelles
William Vincent	Maîtrise, UQAT	Biologie et phénologie du cladocère épineux dans le lac Témiscamingue
Marilou Yargeau	Maîtrise, Université Laval	La coupe partielle en forêt boréale permet-elle la restauration des attributs de vieilles forêts?
Emma van Dun	Maîtrise, UQAT