Variations intra-arbres

Variations intra-arbres

L’รฉpinette noire (Picea mariana (mill) B.S.P) est l’un des conifรจres les plus rรฉpandus de la forรชt borรฉale canadienne et constitue la plus importante espรจce de bois ร  pรขte au Canada tout en รฉtant aussi largement recherchรฉe par l’industrie du bois d’ล“uvre (Burns et Honkala, 1990). Les propriรฉtรฉs et l’abondance de cette essence ร  croissance lente, en moyenne 1,4 dm3 !ha annuellement, lui confรจrent une importance รฉconomique considรฉrable (Burns et Honkala, 1990). La dynamique de la forรชt borรฉale est contrรดlรฉe en grande partie par les incendies forestiers (Weber et Flannigan, 1997; Fayette, 1992 et Johnson, 1992), qui sont gรฉnรฉralement destructeurs et les responsables de la rรฉgรฉnรฉration forestiรจre (Heinselman, 1981). Suite aux feux, les peuplements รฉquiennes dits de premiรจre cohorte (ou stade des essences de lumiรจre) dominent au dรฉpart et รฉvoluent au fil des annรฉes vers des peuplements de deuxiรจme cohorte (ou stade intermรฉdiaire) et de troisiรจme cohorte (stade de stabilitรฉ relative) (Harper et al., 2002). Lorsque l’intervalle entre les feux est long, certains peuplements peuvent devenir inรฉquiennes (Groot et Horton, 1994), oรน les nouveaux individus sont recrutรฉs dans les trouรฉes crรฉรฉes par le chablis des arbres รขgรฉs (Oliver et Larson 1996). Dans un contexte de dรฉveloppement durable, la dynamique naturelle des forรชts est d’une grande importance pour la sylviculture (Bergeron et al., 2002; Seymour et Hunter, 1999) l’amรฉnagement รฉquienne avec principale pratique la coupe avec protection de la rรฉgรฉnรฉration et des sols (CPRS) ne permet pas de maintenir l’ ensemble de la composition et de la structure des peuplements des mosaรฏques forestiers naturelles (Bergeron et al., 200 1 et Harper et al., 2002). Au cours des derniรจres annรฉes, l’exploitation forestiรจre en forรชt borรฉale a atteint ses limites dans certaines rรฉgions. De plus, au Quรฉbec, la rรฉduction des terres allouรฉes ร  la production de fibre de bois (Coulombe, 2004) couplรฉe ร  une augmentation globale de la compรฉtition dans l’industrie forestiรจre a menรฉ au dรฉveloppement de nouvelles stratรฉgies afin d’augmenter le volume de bois produit dans les forรชts restantes (Vincent et al., 2009). Dans cette perspective, des traitements sylvicoles comme l’รฉclaircie commerciale (EC) et la coupe avec protection des petites tiges marchandes (CPPT~ reprรฉsentent des interventions intรฉressantes ร  prรฉconiser puisqu’elles favorisent un accroissement des tiges rรฉsiduelles ainsi qu’une rรฉcolte plus hรขtive et plus productive des secteurs traitรฉs (Pamerleau-Couture, 20 10). Une solution envisageant une protection de la biodiversitรฉ consisterait ร  une action couplรฉe de rรฉduction du taux des coupes totales avec une augmentation de la pratique des coupes partielles (Harvey et al., 2002). Dans la pessiรจre ร  mousses, les coupes partielles permettraient de crรฉer et de maintenir des peuplements irrรฉguliers en plus d’un couvert continu et relativement fermรฉ ร  l’รฉchelle du paysage. Les coupes partielles sont donc une pratique sylvicole qui permet de favoriser ร  la fois un approvisionnement en fibre et le maintien de la biodiversitรฉ.

Les coupes partielles ont pour but d’augmenter la croissance et la productivitรฉ des arbres rรฉsiduels ร  travers d’une rรฉduction de la compรฉtitivitรฉ entre les individus rรฉmanents du peuplement. D’ailleurs, les effets des coupes partielles sur les propriรฉtรฉs de la fibre demeurent peu documentรฉs. Les rรฉsultats trouvรฉs dans la littรฉrature sont ร  la fois ambigus et varient d’une espรจce ร  l’autre. De plus, trรจs peu d’รฉtudes ont documentรฉ l’รฉvolution de ces propriรฉtรฉs ร  la suite des coupes partielles opรฉrรฉes dans des peuplements ayant atteint la maturitรฉ commerciale. En plus, on retrouve peu d’information dans la littรฉrature (Alteyrac, 2005; Vincent et al. 2009 et Ourais. 2012) sur les effets des traitements sylvicoles sur la qualitรฉ et les propriรฉtรฉs du bois d’รฉpinette noire.

La prรฉsente รฉtude a eu pour but d’รฉvaluer l’effet des coupes partielles sur la croissance radiale et quelques attributs de la qualitรฉ du bois chez l’รฉpinette noire, ร  savoir la masse volumique du bois et les dimensions des trachรฉides .

La forรชt borรฉale quรฉbรฉcoiseย 

Les forรชts du Quรฉbec jouent un rรดle de premier plan, tant du point de vue รฉconomique et social qu’environnemental. En effet, immenses et omniprรฉsentes, les forรชts du Quรฉbec reprรฉsentent 20% des forรชts canadiennes et 2% des forรชts mondiales. Le Quรฉbec s’รฉtend sur prรจs de 1,7 million de km2 , oรน la zone de forรชt dense couvre 760 000 km2 , dont la superficie se subdivise en trois parties soit, du sud au nord, la forรชt feuillue, la forรชt mรฉlangรฉe et la forรชt borรฉale continue. Le territoire forestier productif, soit les forรชts commerciales, compte pour 70% de cette superficie. La forรชt borรฉale du Quรฉbec reprรฉsente une superficie de 1 068 400 km2 dont 30% est destinรฉ ร  la production forestiรจre (MRNF, 20 10). D’aprรจs le Ministรจre des Ressources Naturelles et de la Faune du Quรฉbec (MRNF, 2010), les plus grandes รฉtendues forestiรจres sont situรฉes dans la forรชt borรฉale, rรฉgion considรฉrรฉe comme l’un des principaux moteurs de l’รฉconomie du Quรฉbec. En effet, l’industrie forestiรจre, notamment les secteurs de l’exploitation forestiรจre, de la fabrication des produits du bois et de la fabrication du papier, reprรฉsente une part majeure de l’รฉconomie quรฉbรฉcoise. Le MRNF affirme qu’une vaste partie de cette forรชt est exclue de la production forestiรจre en raison de nombreuses particularitรฉs territoriales relatives entre autres aux superficies soustraites aux fins de protection de l’environnement et รฉgalement de l’รฉtablissement de la limite nordique d’attribution dรฉfmie par le gouvernement du Quรฉbec en 2003. Toutes les superficies rรฉcoltรฉes en forรชt publique sont remises en production et la prioritรฉ est accordรฉe ร  l’amรฉnagement protรฉgeant la rรฉgรฉnรฉration forestiรจre dรฉjร  รฉtablie avant la rรฉcolte.

ร‰pinette noire (Picea mariana (Mill.) B. S.P)

Taxonomie, รฉcologie forestiรจre et caractรจres botaniques
L’รฉpinette noire appartient au geme Picea lequel comprend environ quarante essences dans le monde entier, dont sept d’entre elles se trouvent en Amรฉrique du Nord, et parmi ces derniรจres, cinq se trouvent au Canada, dont l’รฉpinette noire (Farrar, 1995). Le nom scientifique de l’รฉpinette noire est Picea mariana (Mill.) Britton, Stems et Poggenb et son seul synonyme connu est Picea mariana var. brevifolia (Peck). L’รฉpinette noire est connue par quelques noms vernaculaires, ร  savoir : รฉpinette noire, รฉpinette ร  biรจre, รฉpinette de savanes, รฉpinette de l’Est, รฉpinette marial, รฉpinette des tourbiรจres, sapinette noire et, en anglais, black spruce (TheWoodExplorer.com, 2006).

L’รฉpinette noire est l’un des conifรจres les plus rรฉpandus de la forรชt canadienne et prรฉsente une rรฉpartition sur un vaste territoire sur tout le continent, รฉtant une exclusivitรฉ de la forรชt borรฉale nord-amรฉricaine (Figure 2.1). C’est en Ontario, au Quรฉbec et ร  Terre-Neuve que l’on trouve les grands massifs de pessiรจres ร  รฉpinette noire. Au Quรฉbec, cette bande de prรจs de 300 km de largeur couvre 28 % de la superficie de la province, รฉtant donc l’une des espรจces les plus abondantes avec un volume de 1,084 milliard de m3ย  solide, tel que recensรฉ au troisiรจme inventaire dรฉcennal (Lessard et Boulfroy, 2010). Au nord de ce domaine de la pessiรจre ร  รฉpinette noire et ร  mousses, on trouve une autre ceinture de pessiรจre, cette fois trรจs ouverte : la pessiรจre ร  รฉpinette noire et lichens. Enfin, encore plus au nord, une derniรจre zone, la toundra forestiรจre, prรฉsente la limite nord des arbres et est constituรฉe de petites รฉpinettes toutes rabougries et trรจs รฉparses (Lessard et Boulfroy, 2010).

D’aprรจs Bruns et Honkala (1990), l’รฉpinette noire constitue la plus importante espรจce de bois ร  pรขte au Canada tout en รฉtant aussi largement recherchรฉe par l’industrie du bois d’ล“uvre. Elle pousse sur diffรฉrents sites et tolรจre plusieurs types de sol. Son habitat est gรฉnรฉralement mal drainรฉ au sud de son territoire, que ce soit dans des peuplements purs ou mixtes. Au nord, elle pousse d’habitude sur des sols humides et organiques dans de grands peuplements purs ou dans des peuplements mixtes. Sur l’ensemble de son territoire, l’รฉpinette noire se trouve gรฉnรฉralement ร  des altitudes comprises entre 100 et 850 m. Elle est une essence qui tolรจre l’ombre modรฉrรฉment et est souvent associรฉe au pin gris (Pinus banksiana (Lamb.)), ร  l’รฉpinette blanche (Picea glauca (Moench) Voss.), au sapin baumier (Abies balsamea (L.) Mill.), au peuplier faux-tremble (Populus tremuloides (Michx.)), au bouleau ร  papier (Betula papyrifera var. papyrifera) et au mรฉlรจze laricin (Larix laricina (Du Roi) K. Koch.) (Zhang et Koubaa, 2009). D’aprรจs Lessard et Boulfroy (2010), dรป ร  son amplitude รฉcologique, il n’est pas rare de trouver l’รฉpinette noire au sud, mรชme en massifs, oรน les conditions environnementales deviennent plus extrรชmes, oรน les sommets sont froids, par exemple, ou encore dans les milieux trรจs humides, telles les tourbiรจres.

En ce qui concerne sa croissance, d’aprรจs Zhang et Koubaa (2009), dans des conditions sans amรฉnagement et dans les bons sites, l’รฉpinette noire atteint une hauteur moyenne de 12 ร  20 rn et un diamรจtre ร  hauteur de poitrine (DHP) d’environ 20 cm. Les mรชmes auteurs mentionnent que, dans les mauvaises conditions, la hauteur et le diamรจtre moyens seraient compris entre 8 et 12 rn et d’environ 13 cm, respectivement. Les propriรฉtรฉs et l’abondance de cette essence ร  croissance lente, en moyenne 1,4 m3 /ha annuellement, lui confรจrent une importance รฉconomique considรฉrable (Burns et Honkala, 1990).

Caractรจres botaniques
L’รฉpinette noire est un arbre ou un arbuste conifรจre, au feuillage persistant, petit et dressรฉ. Elle se caractรฉrise par son port pyramidal et peut atteindre 20 rn et vivre de 175 ร  200 ans (maximum 250 ans) (Lessard et Boulfroy, 20 10). Son tronc est droit avec un faible dรฉfilement et une cime pointue composรฉe de petites branches compactes et tombantes. La partie supรฉrieure de la cime est souvent trรจs dense et comprend de nombreux cรดnes. Le systรจme racinaire est peu profond et รฉtalรฉ; la plupart des racines se trouvent dans les 20 cm supรฉrieurs des horizons pรฉdologiques organiques (Viereck et Johnston, 1990). Elle prรฉsente une รฉcorce mince (entre 6 et 13 mm), รฉcailleuse ou dรฉchiquetรฉe et d’un brun grisรขtre (Lessard et Boulfroy, 2010). Les branches d’รฉpinette noire sont petites et les rameaux sont d’un orange-brun foncรฉ ou d’un brun-jaunรขtre, mats et ont une tache violacรฉe foncรฉe ร  la base de leur pรฉdoncule (Elias et Sargent, 1980 et Farrar, 1995). Ses aiguilles sont courtes (de 6 ร  15 mm), quadrangulaires (contrairement au sapin qui a des aiguilles plates) et disposรฉes tout le tour du rameau (Lessard et Boulfroy, 2010). Ses cรดnes mรขles sont petits, nombreux et cylindriques tandis que les cรดnes femelles ont une forme d’oblongue ร  cylindrique et sont produits au bout ou proche du bout des rameaux. Ses fiuits sont de petits cรดnes rigides, presque ronds ou ovoรฏdes, font de 2 ร  4 cm de long; rouge foncรฉ ร  violet lorsqu’ils sont jeunes et deviennent brun violacรฉ foncรฉ plus tard; leur bout รฉmoussรฉ dรฉcroรฎt progressivement pour former une petite tige ammdie recouverte d’รฉcailles. Les cรดnes restent attachรฉs ร  l’rubre pendant plusieurs annรฉes et ses รฉcailles sont minces et leurs bords dentรฉs sont irrรฉguliers. Les graines font environ 2 mm de long, et sont brun foncรฉ et ailรฉes (leurs ailes font ร  peu prรจs le double de la longueur de la graine) (Zhang et Koubaa, 2009) .

Amรฉlioration des arbres
L’รฉpinette noire un arbre recherchรฉ et prisรฉ pour la production de bois ร  pรขte et de bois en billes ร  cause de la qualitรฉ de son bois et de sa fibre alliรฉe ร  la rรฉsistance aux insectes et aux maladies (Beaulieu et al., 1989). En vertu de ses qualitรฉs, l’รฉpinette noire est l’essence commerciale et de reboisement la plus importante dans 1 ‘Est du Canada, oรน on y trouve de nombreux programmes actifs visant son amรฉlioration reposant sur la forme, la croissance et l’adaptation de l’arbre au site, et sa rรฉsistance aux insectes et aux maladies (Zhang et Koubaa, 2009).

Caractรฉristiques anatomiques du bois

Caractรฉristiques macroscopiques
Le bois de l’รฉpinette noire est clair, allant d’un blanc presque parfait ร  un brun jaunรขtre pรขle, il ne prรฉsente ni odeur ni goรปt caractรฉristique. Le bois de cล“ur n’est pas distinct. Son bois varie de modรฉrรฉment lรฉger et tendre ร  modรฉrรฉment tendre. Les cernes de croissance du bois de l’รฉpinette noire sont marquรฉs dรฉlimitรฉs par le contraste entre le bois fmal (fin et foncรฉ) et le bois initial (plus clair et รฉpais) du cerne suivant. Les zones du bois final sont nettes et peuvent รชtre perรงues ร  1 ‘ล“il nu, par contre, elles ne sont gรฉnรฉralement pas prononcรฉes et sont bien plus foncรฉes et minces que celles du bois initial (Zhang et Koubaa, 2009) .

Caractรฉristiques microscopiques
La coupe transversale du bois d’รฉpinette noire est illustrรฉe dans les Figures 2.3a et 2.3b, oรน on peut observer les trachรฉides du bois initial et fmal (ร  transition graduelle) et les canaux rรฉsinifรจres ร  parois รฉpaisses. Les Figures 2.4a et 2.4b illustrent la coupe radiale du bois d’รฉpinette noire, par lesquelles on voit, respectivement, les trachรฉides appartenant au bois initial aussi bien qu’au bois final et une trachรฉide transversale ainsi que le champ de croisement ร  l’intรฉrieur duquel on voit les ponctuations picรฉoรฏdes. La coupe tangentielle du bois d’รฉpinette noire est illustrรฉe dans la Figure 2.5 oรน on note les rayons unisรฉriรฉs, ainsi que les rayons fusiformes.

Propriรฉtรฉs chimiques
Le bois de l’รฉpinette noire a une teneur en lignine plus faible que l’รฉpinette blanche ou le sapin baumier. Cependant, les donnรฉes n’indiquent aucune diffรฉrence apprรฉciable de la teneur en lignine entre l’รฉpinette noire et le pin gris (Zhang et Koubaa, 2009).

Propriรฉtรฉs physiques
Masse volumique
La masse volumique ร  l’รฉtat vert de l’รฉpinette noire est de 762 kg/m3 (Pnevmaticos et al., 1972) et sa masse volumique basale est de 406 kg/m3 en moyenne (Jessome, 2000 et Barbour et al., 1996). Les masses volumiques du bois de cล“ur ( 430 kg/m3 ) et de l’aubier ( 438 kg/m3 ) de l’รฉpinette noire ne sont pas statistiquement diffรฉrentes (Hernandez et Lessard, 1997).

Propriรฉtรฉs mรฉcaniques
Les propriรฉtรฉs mรฉcaniques de l’รฉpinette noire ont รฉtรฉ รฉtudiรฉes par Alteyrac et al. (2005). Les auteurs ont analysรฉ les propriรฉtรฉs de flexion de l’รฉpinette noire par rapport ร  certaines de ses propriรฉtรฉs anatomiques et physiques. Ils ont observรฉ une forte corrรฉlation entre le module d’รฉlasticitรฉ et le module de rupture, et entre le module d’รฉlasticitรฉ et l’angle des microfibrilles. Aucune indication de relation linรฉaire entre les propriรฉtรฉs mรฉcaniques et la masse volumique ou la largeur des cernes n’a รฉtรฉ trouvรฉe. Concernant le bois de dimension, Zhang et al., (2000) ont constatรฉ chez l’รฉpinette noire une augmentation du module d’รฉlasticitรฉ (MOE) et du module de rupture (MOR) du bas vers le haut de l’arbre. D’ailleurs, ces variations du MOE et du MOR en fonction de la position en hauteur dans l’arbre montrent une diminution de la corrรฉlation entre ces deux variables, oรน cette particularitรฉ s’explique par la variation en hauteur de la masse volumique du bois mais aussi par la prรฉsence plus importante des nล“uds en hauteur. Le bois de l’รฉpinette noire ร  l’รฉtat vert prรฉsente un MOE en flexion statique de 9 100 l\1Pa, un MOR en flexion statique de 40,5 l\1Pa (Jessome, 2000) et une duretรฉ de 2 300 N et une rรฉsistance ร  l’รฉcrasement de 41,1l\1Pa (Meier, 2012).

Usinage et usages
L’รฉpinette noire est une espรจce ร  croissance lente, par consรฉquent, ses fibres sont de bonne qualitรฉ pour la production de pรขte et papier (Burns et Honkala, 1990). Les propriรฉtรฉs de son bois lui confรจrent de la valeur due aux corrรฉlations entre l’anatomie et la qualitรฉ du bois (Jvrukinen et al, 2002a). Le bois de 1 ‘รฉpinette noire est normalement utilisรฉ pour la production de pรขte et papier, de bois d’ล“uvre, de bois de sciage et de caisses (Meier, 2012). Au Quรฉbec, il est de plus en plus utilisรฉ pour la production de produits ร  valeur ajoutรฉe, tels que les poutres, les panneaux MDF, le bois jointรฉ et le lamellรฉ-collรฉ (Bustos, 2003). Concernant les propriรฉtรฉs technologiques, le bois de l’รฉpinette noire est facile ร  usiner tant qu’il ne prรฉsente pas de nล“uds. Il prรฉsente un bon collage et une finition facile, cependant, dรป ร  sa structure ร  pores fermรฉs, il donne de mauvais rรฉsultats lors du processus de coloration (des dรฉfauts comme des taches et irrรฉgularitรฉ). Une couche de scellant, de teinture ou d’encre en gel est recommandรฉe lorsque le bois de l’รฉpinette noire est colorรฉ (Meier, 20 12).

Dispositif expรฉrimentalย 

Il s’agit d’un dispositif expรฉrimental composรฉ de 3 blocs expรฉrimentaux regroupant chacun des placettes permanentes รฉtablies selon les normes du Nlinistรจre des Ressources Naturelles du Quรฉbec (MRNQ, 2000) qui sont l’objet de recherche et d’รฉtude. Trois blocs ont รฉtรฉ sรฉlectionnรฉs alรฉatoirement: Cramolet, Villars et Muskuchii dont les caractรฉristiques se trouvent dans le Tableau 3.2. (Figure 3.1). Chaque bloc comporte trois parcelles d’une superficie minimale de 25 hectares. Les placettes ร  l’intรฉrieur de parcelles sont un cercle dont le rayon horizontal est de 11,28 rn, son aire est de 400 m2 ou 1/25 d’hectare La premiรจre parcelle รฉtait traitรฉe avec une coupe ร  faible rรฉtention (coupe avec protection de la rรฉgรฉnรฉration et des sols ou CPRS), la deuxiรจme, une coupe partielle et la troisiรจme ne subissait aucune rรฉcolte et servait de tรฉmoin (Fenton et al., 2010). L’รฉvaluation de l’impact des coupes partielles sur la qualitรฉ du bois et de la fibre d’รฉpinette noire a รฉtรฉ faite sur 4 classes de diamรจtre ร  la hauteur de poitrine (DHP) (5 ร  9 cm; 9,1 ร  15 cm; 15,1 ร  20 cm et 2: 20,1 cm) par chacun des traitements suivants peuplement non traitรฉ (pas d’intervention sylvicole), traitement faible (coupes partielles avec une intensitรฉ de prรฉlรจvement de 0-50% de la surface terri รจre originale), traitement modรจrรฉ (coup es partielles avec une intensitรฉ de prรฉlรจvement de 50-75% de la surface terriรจre originale) et traitement fort (coupes partielles avec une intensitรฉ de prรฉlรจvement de 75-10 0 % de la surface terriรจre originale).

ร‰chantillonnageย 

Un รฉchantillonnage destructif a รฉtรฉ entrepris ร  l’extรฉrieur des placettes permanentes oรน 4 arbres par traitement par classe de diamรจtre ( 4 arbres x 4 classes de DHP x 4 traitements dispersรฉs parmi les trois blocs = 64 arbres au total) ont รฉtรฉ abattus puis des disques de bois de 10-12 cm en moyenne ont รฉtรฉ extraits systรฉmatiquement ร  diffรฉrentes hauteurs dans l’ arbre, ร  savoir: 0,5 rn; 1,3 rn; 4 rn; 8 rn et 12 rn (oรน le nombre de disques par arbre a variรฉ en fonction de son diamรจtre et la hauteur de l’arbre) (Figure 3.2). Les disques de bois ont รฉtรฉ prรฉalablement sรฉchรฉs naturellement dans un entrepรดt afin de rรฉduire leur teneur en humiditรฉ puis sรฉchรฉs dans un sรฉchoir conventionnel pendant 48 heures ร  75 ยฑ 3ยฐC au laboratoire de biomatรฉriaux de l’Universitรฉ du Quรฉbec en Abitibi-Tรฉmiscamingue (UQAT) ร  La Sarre.

Analyses de laboratoireย 

Croissance annuelle et masse volumique
Prรฉparation des รฉchantillons pour l’analyse de la croissance annuelle et la masse volumique
La croissance et la masse volumique du bois ont รฉtรฉ mesurรฉes sur des sections de bois prรฉlevรฉes au centre des galettes dans le sens longitudinal des galettes ร  l’aide d’une scie circulaire. Ces รฉchantillons contiennent l’รฉcorce et la moelle (cล“ur) du bois de faรงon ร  mesurer toutes les annรฉes de croissance de l’arbre (Figure 3.3). Les dimensions de ces รฉchantillons doivent respecter les dimensions requises pour l’analyse au densitomรจtre, ร  savoir une largeur maximale de 25 mm et une รฉpaisseur comprise entre 1,6 et 2 mm. Avant d’รชtre scannรฉs au densitomรจtre, les รฉchantillons doivent subir le traitement d’extraction. Ce traitement vise ร  enlever les extractibles du bois afin de que la densitรฉ mesurรฉe soit celle du bois sans aucune interfรฉrence de ses extractibles. L’extraction est rรฉalisรฉe en suivant les รฉtapes suivantes : l’immersion des รฉchantillons dans un montage contenant un mรฉlange de cyclohexane (C6H12) et d’alcool รฉthylique anhydre (C ~) ร  une proportion de 2:1; rรฉchauffement du mรฉlange d’acide ร  une tempรฉrature de 85-95ยฐC pendant 24 heures; rinรงage des รฉchantillons pour enlever l’excรฉdent du mรฉlange d’acide; remplacement du mรฉlange d’acide par de l’eau distillรฉe dans le montage et immersion des รฉchantillons; augmentation de la tempรฉrature ร  85-90ยฐC et traitement des รฉchantillons dans l’eau distillรฉe pendant 24 heure (cette รฉtape est due afin d’รฉliminer la rรฉsine et les polysaccharides hydrosolubles (Grabner et al., 2005)); rinรงage et sรฉchage des รฉchantillons pendant environ 72 h ร  l’air libre. Il est ร  noter qu’un poids a รฉtรฉ placรฉ sur les รฉchantillons afin d’รฉviter qu’ils se dรฉforment lors du sรฉchage.

Densitomรจtre ร  rayon X
La dรฉtermination de la croissance annuelle et de la masse volumique du bois a รฉtรฉ faite ร  l’aide du densitomรจtre ร  rayon X modรจle QTRS-OJX Tree Analyser de Quintek Measurement System, !ne. (QMS) (Figure 3.4). Le principe de cet appareil se base sur l’attรฉnuation d’un rayon X qui traverse l’รฉchantillon avec une rรฉsolution linรฉaire de 0,02 mm. L’appareil est pilotรฉ par un logiciel dรฉnommรฉ Tree Ring Analyser qui permet de dรฉterminer l’รขge du peuplement ร  travers le calcul du nombre de cernes de la moelle vers l’รฉcorce. ร€ travers de la mesure de la largeur des cernes dans le bois initial et le bois final on peut connaรฎtre le taux de croissance de l’individu pendant une pรฉriode de temps. Les cernes peuvent aussi nous fournir l’information sur la densitรฉ du bois et de chaque cerne. D’ aprรจs Koubaa et al. (2002), la transition du bois initial au bois final peut รชtre dรฉterminรฉe en dรฉcomposant le profil de densitรฉ individuelle (le point d’inflexion de la courbe).

Propriรฉtรฉs morphologiques de la fibre

Prรฉparation des รฉchantillons pour l’analyse de la qualitรฉ de la fibre
Pour les propriรฉtรฉs de la fibre, on a utilisรฉ des รฉchantillons similaires ร  ceux utilisรฉs pour les analyses au densitomรจtre (Figure 3.3). ร€ partir des planchettes, on a extrait les 2 cernes avant et 5 cernes aprรจs l’annรฉe de rรฉalisation des coupes partielles pour les รฉchantillons issus des coupes partielles. Pour les placettes du peuplement non traitรฉ, on a extrait les 7 derniers cernes dans le bois mature. Par la suite, on a procรฉdรฉ avec le traitement de macรฉration, qui consiste ร  sรฉparer les cellules du bois par dissolution de la lamelle moyenne (Cloutier, 2005). La macรฉration de chaque cerne individuel a รฉtรฉ rรฉalisรฉe en suivant les รฉtapes ci-dessous : dรฉposition des รฉchantillons dans des bouteilles de laboratoires individuelles contenant un mรฉlange d’ acide acรฉtique (CH3COOH) et de peroxyde d’hydrogรจne (H20 2) ร  une propottion de 1 : 1. Les bouteilles de laboratoires sont ensuite dรฉposรฉes dans un bain-marie ร  une tempรฉrature de 85-90ยฐC durant 4-5 heures. Ce mรฉlange รฉtant un oxydant trรจs puissant permettant la dissolution de la lignine et la sรฉparation des fibres; rinรงage des รฉchantillons avec de l’eau distillรฉe aprรจs les avoir enlevรฉs du mรฉlange oxydant; dรฉplacement d’un รฉchantillon ร  la fois dans un mรฉlangeur de laboratoire sans couteau afin de dรฉsintรฉgrer les fibres et ainsi obtenir une suspension en fibres prรชte ร  รชtre analysรฉe par l’analyseur de fibres.

CONCLUSION

Les variabilitรฉs intra-arbre et intra-cerne des composantes de la croissance radiale, de la masse volumique ainsi que de la longueur et de la largeur des trachรฉides furent รฉtudiรฉes. Dans une premiรจre partie des hypothรจses de la prรฉsente รฉtude, on a vรฉrifiรฉ si les variations intra-arbres sont plus importantes dans le bois juvรฉnile que dans le bois mature. L’analyse des patrons de variations des paramรจtres indicateurs de la qualitรฉ du bois chez l’รฉpinette noire nous a relevรฉ les conclusions suivantes :
./ Les variations radiales de la croissance radiale, la masse volumique et les dimensions des trachรฉides sont plus importantes que les variations longitudinales. En effet, les largeurs et les masses volumiques du cerne, du bois initial et le bois final ainsi que la longueur et la largeur des trachรฉides varient beaucoup plus avec l’รขge cambial que de la base vers le sommet de l’arbre .
./ Les variations radiales sont plus importantes dans la phase juvรฉnile du bois et tendent vers une constance dans le bois mature. Dans la deuxiรจme partie des hypothรจses de cette รฉtude, seulement une partie a pu รชtre validรฉe qui stipule que les coupes partielles amรฉliorent l’augmentation de la croissance des arbres et la largeur des trachรฉides mais rรฉduit la masse volumique et la longueur des trachรฉides des arbres. Les rรฉsultats ont rรฉvรฉlรฉ que l’effet des coupes partielles sur la croissance radiale est positif sur la croissance radiale pour les arbres รขgรฉs de 35 ans et moins. Cependant, les coupes partielles appliquรฉes ne nuisent pas ร  la qualitรฉ de la fibre et du bois de l’รฉpinette noire. Cependant, les effets de cette pratique sylvicole sur ces propriรฉtรฉs ne sont pas constants et varient selon l’รขge de l’arbre, la hauteur dans l’arbre et le temps aprรจs coupe. Les coupes partielles ont plutรดt une application รฉcologique, en รฉtant utilisรฉes afin de rรฉgulariser la structure des peuplements รฉquiennes et rรฉguliers.

 

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Table des matiรจres

CHAPITRE 1 INTRODUCTIONย 
CHAPITRE II REVUE DE LITTร‰RATUREย 
2.1 La forรชt borรฉale quรฉbรฉcoise
2.2 ร‰pinette noire (Picea mariana (Mill.) B. S.P)
2.2.1 Taxonomie, รฉcologie forestiรจre et caractรจres botaniques
2. 2. 2 Caractรจres botaniques
2.2.3 Amรฉlioration des arbres
2.2.4 Caractรฉristiques anatomiques du bois
2.2.4.1 Caractรฉristiques macroscopiques
2.2.4.2 Caractรฉristiques microscopiques
2.2.5 Propriรฉtรฉs chimiques
2. 2. 6 Propriรฉtรฉs physiques
2.2.6.1 Masse volumique
2.2.6.2 Teneur en humiditรฉ ร  l’รฉtatvert
2.2.6.3 Stabilitรฉ dimensionnelle et retrait
2.2.6.4 Durabilitรฉ et permรฉabilitรฉ
2. 2. 7 Propriรฉtรฉs mรฉcaniques
2.2.8 Usinage et usages
2.3 Les systรจmes sylvicoles
2.3.1 Densitรฉ des peuplements, espacement initial et รฉlagage
2.3.2 Coupe totale
2.3.3 Coupes partielles
2.3.3.1 Coupe avec protection de petites tiges marchandes
2.3.3.2 ร‰claircie
2.3.3.1.1 ร‰claircie prรฉ commerciale
2.3.3.1.2 ร‰claircie commerciale
2.3.3.3 Coupes de jardinage
2.3.3.4 Coupes progressives
2.3.3.3.1 Mรฉthode des coupes progressives uniformes
(Shelterwood method)
2.3.3.3.2 Mรฉthode des coupes progressives par groupes
2.3.3.3.3 Mรฉthode des coupes progressives par bandes ou en
lisiรจres
2.3.3.3.4 Mรฉthode des coupes progressives d’abri
2.3.3.3.5 Mรฉthode des coupes progressives irrรฉguliรจres
2.3.4 Importance des coupes partielles en amรฉnagement รฉcosystรฉmique
2.4 Qualitรฉ du bois
2.4.1 Dรฉfinition
2.4.2 Paramรจtres intrinsรจques de la qualitรฉ du bois
2.4.2.1 Masse volumique
2.4.2.2 Pรฉrimรจtre et masse linรฉique des cellules
2.4.2.3 Angle des microfibrilles
2.4.2.4 Propriรฉtรฉs des trachรฉides
2.4.3 Paramรจtres extrinsรจques de la qualitรฉ du bois
2.4.4 Relations entre la qualitรฉ du bois et la croissance de l’arbre
2.5 Impacts des interventions sylvicoles sur la qualitรฉ et les propriรฉtรฉs du bois
2.5.1 Croissance radiale
2.5.2 Masse volumique du bois
2.5.3 Propriรฉtรฉs mรฉcaniques
2.5.4 Propriรฉtรฉs des trachรฉides
2.5.5 Attributs de la qualitรฉ du bois de l’รฉpinette noire
2.5.6 Objectifs spรฉcifiques et hypothรจses d’รฉtude
CHAPITRE III MATร‰RIEL ET Mร‰THODESย 
3.1 Aire d’รฉtude
3.2 Dispositif expรฉrimental
3.3 ร‰chantillonnage
3. 4 Anal ys es de laboratoire
3.4.1 Croissance annuelle et masse volumique
3.4.1.1 Prรฉparation des รฉchantillons pour l’analyse de la croissance
annuelle et la masse volumique
3.4.1.2 Densitomรจtre ร  rayon X
3.4.1.3 Analyse de la croissance et de la densitรฉ du bois
3.4.2 Propriรฉtรฉs morphologiques de la fibre
3.4.2.1 Prรฉparation des รฉchantillons pour l’analyse de la qualitรฉ de la
fibre
3.4.2.2 Analyseur de la qualitรฉ de la fibre (FQA)
3.4.2.3 Analyse de la morphologie de la fibre
3.5 Analyse des variations intra-arbre
3.5.1 Effets des coupes partielles sur les propriรฉtรฉs รฉtudiรฉes
CHAPITRE IV Rร‰SULTATS ET DISCUSSIONS
4.1 Statistiques descriptives
4.2 Variations intra-arbres
4.2.1 Variation radiale et longitudinale de la croissance annuelle
4.2.2 Variation radiale et longitudinale de la masse volumique
4.2.3 Variation radiale et longitudinale des dimensions des trachรฉides
4.2.4 Conclusions sur les variations radiale et longitudinale
4.3 Effets des coupes partielles sur les propriรฉtรฉs du bois รฉtudiรฉes
4.3.1 Impacts des coupes partielles sur la croissance annuelle
4.3.2 Impacts des coupes partielles sur la masse volumique
4.3.3 Impacts des coupes partielles sur la morphologie des trachรฉides
4.4 Implications pratiques et industrielles
CHAPITRE V CONCLUSIONS

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