Soutenance de thèse de Iman Rashidijouybari

22 décembre 2022 8 h

Lieu : Pavillon Gene-H.-Krüger, salle 2320-2330

Titre de la thèse :  Analyse génétique quantitative des propriétés physiques et mécaniques du bois de l'épinette blanche (Picea glauca [Moench] Voss)

Au cours des dernières décennies, l'approvisionnement en bois des forêts naturelles a considérablement diminué, tandis que la production des forêts de plantation a augmenté régulièrement à l’échelle mondiale. Au Canada, l’usage accru des plantations de conifères et la sélection d’arbres à croissance rapide ont entraîné une diminution des propriétés du bois par rapport à la forêt naturelle. Or, une connaissance approfondie des propriétés du bois et des aspects génétiques les affectant pourrait nous permettre de produire du bois de haute qualité même en contexte de plantation. Les principaux objectifs de cette thèse étaient (i) d'estimer quantitativement le phénotype et les paramètres génétiques associés aux traits de croissance des arbres et des propriétés de flexion du bois, tels que l'héritabilité génétique, les corrélations et le gain génétique pour l'épinette blanche, (ii) de modéliser la variation radiale des propriétés de petites éprouvettes de bois sans défaut, (iii) de mesurer l'efficacité de la prédiction des outils de détermination de la vitesse acoustique sur le module d'élasticité du bois.

 Pour les fins de cette recherche, des carottes de bois et des échantillons de bois massif ont été prélevés sur 289 arbres provenant de 38 familles poly-croisées d'un test provenance-descendance répété sur deux sites (Valcartier et Normandin) de la province de Québec. À l'aide du système SilviScan™, des profils à haute résolution ont été obtenus de la moelle à écorce à partir de carottes de bois, ce qui a permis d'extraire un certain nombre de caractéristiques du bois telles que la densité, l'angle des microfibrilles et la largeur des cernes. Par ailleurs, la rigidité et la résistance à la flexion (c'est-à-dire le MOE et MOR) ont été estimées sur la base d'échantillons de bois massif. La hauteur de l'arbre, le diamètre à hauteur de poitrine (DHP) et la vitesse acoustique ont également été mesurés sur l'arbre sur pied.

 Dans le premier chapitre, nous avons mis en évidence des valeurs d’héritabilité de modérée à élevée pour la rigidité et la résistance à la flexion, la hauteur, le DHP et la densité du bois. Le MOE s'est révélé avoir le gain génétique le plus élevé parmi toutes les propriétés évaluées. De plus, selon les scénarios de sélection multi-trait, la sélection des propriétés de flexion du bois au moyen de la vitesse acoustique et de la densité du bois était la méthode la plus efficace. Elle pourrait ainsi être utilisée dans les programmes opérationnels de sélection de l'épinette blanche pour améliorer simultanément les gains génétiques pour la croissance et les propriétés de flexion du bois.

Dans le second chapitre, nous avons développé des modèles décrivant la variation moelle-écorce du MOE et du MOR mesurés sur de petits échantillons sans défauts obtenus à partir des mêmes deux essais de descendance d'épinette blanche de 38 familles poly-croisées. Dans un premier temps, les effets de l'âge cambial et de la largeur des cernes annuels sur le MOE et le MOR ont été modélisés. Ensuite, la variation génétique et l'héritabilité des résidus de notre modèle de prédiction des propriétés de flexion ont été quantifiées. Les résultats confirment l'effet de détérioration du bois juvénile sur le MOE et le MOR, tandis qu'une valeur élevée et plus stable des propriétés de flexion était atteinte après l'âge cambial de 15 ans. De plus, l'effet du nombre de cernes par échantillon a révélé qu’une croissance lente tend à engendrer une valeur élevée du MOE et en particulier du MOR à un âge cambial donné. L'héritabilité du MOE et du MOR était de modérée à élevée pour le site Normandin, alors qu'une faible héritabilité a été estimée pour le site Valcartier. La performance du modèle développé pour le MOE était prometteuse, tandis que celle du modèle MOR était moins intéressant, particulièrement au site Normandin, ce qui pourrait s'expliquer par le fait qu'un petit échantillon sans défaut pourrait ne pas être suffisamment représentatif de la résistance de l'arbre sur pied. Dans l'ensemble, le modèle a confirmé un effet des variables d'arbre et de site sur les deux propriétés de flexion.

Enfin, dans le troisième chapitre, nous avons étudié l'efficacité de la vitesse acoustique pour prédire le MOE moyen au niveau individuel et familial. Nous avons également étudié l'effet du site de plantation pour savoir si cet effet était significatif. D'après les résultats, des corrélations modérées (R2 = 0,34 à 0,42) et fortes (R2 = 0,57 à 0,60) entre module d'élasticité obtenu par la densité du bois vert (MOEdGD) and module d'élasticité obtenu par densité à 8% d'humidité (MOEdRH) et le MOE statique (MOEs), respectivement au niveau individuel et familial, ont été obtenues au site de plantation Normandin. Il a été révélé que MOEdRH permet une meilleure prédiction de la rigidité dans les deux sites. De plus, la matrice de corrélation de Pearson a également confirmé une forte corrélation dans le site de plantation Normandin entre les MOE, MOEdRH et MOEdRH (r = 0,65 et r = 0,77, respectivement) estimés en fonction du niveau individuel et familial, respectivement, à un intervalle de confiance de 95%.

Les travaux aideront à mettre en œuvre la considération des caractéristiques de qualité du bois dans les programmes de sélection des arbres. Ils favoriseront ainsi la production de bois de haute qualité et répondant aux besoins des utilisateurs dans les épinettes blanches cultivées en plantation.

MEMBRES DU JURY

Président   : M. André Desrochers - Faculté de foresterie, de géographie et de géomatique – Université Laval

Examinateurs:                       

M. Alexis Achim, directeur de recherche
Faculté de foresterie, de géographie et de géomatique – Université Laval

M. Robert Norman Patrick Lenz, codirecteur de recherche
Faculté de foresterie, de géographie et de géomatique – Université Laval

M. Joseph Dahlen, examinateur externe
University of Georgia – États-Unis

M. Alain Cloutier, examinateur
Faculté de foresterie, de géographie et de géomatique – Université Laval

M. Jean Beaulieu, examinateur
Faculté de foresterie, de géographie et de géomatique – Université Laval

Informations supplémentaires :

Il sera également possible d’assister à la soutenance virtuellement par Zoom.