Collection Mémoires et thèses électroniques
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Chapitre 2. Matériel et méthodes

Table des matières

Trente-six arbres ont été récoltés dans la région de Chibougamau, à 400 km au nord de Quebec dans un peuplement dont la densité moyenne est de 1967 arbres/ha (Horvath 2002) (Tableau 2-1). Il s’agit d’un peuplement régénéré naturellement après un incendie en 1906, n’ayant subi aucune intervention humaine, et dont les arbres ont presque le même âge et la même hauteur mais sont répartis aléatoirement sur le terrain. L’espacement entre les arbres est relativement faible mais il est aussi très variable. La superficie étudiée est d’environ un demi hectare.

L’indice de Schütz (Figure 2-1) a été utilisé pour déterminer la distance entre deux arbres pour que ceux-ci soient considérés comme compétitifs. Il s’avère très pratique à utiliser en forêt (Ung et al. 1997) et ne fait pas intervenir le diamètre de l’arbre concurrent. Les calculs préliminaires à partir de cet indice ont permis d’établir à 4 m le rayon de compétition.

L’indice de Schütz est calculé à partir de deux composantes de la compétition, l’une horizontale et l’autre verticale.

L’arbre voisin est considéré comme compétiteur si

En considérant que les arbres ont la même hauteur (Hv=Hc) et que la cime a en moyenne un rayon de 1m (Dv,c=2) nous avons donc choisi un rayon de 4m.

Chaque arbre a été caractérisé par une densité locale de peuplement définie comme le rapport du nombre d’arbres présents dans le cercle de rayon 4 m et la superficie de ce cercle. Les arbres morts ou de moins de 8 cm de diamètre ont été écartés du décompte du fait de leur faible participation en tant que compétiteur. Les trente-six arbres de l’étude ont ensuite été répartis dans trois groupes de densité de peuplement mais, la densité locale de peuplement étant très variable, il résulte une certaine variabilité à l’intérieur de chaque groupe (Tableau 2-2).

Chaque arbre voisin de l’arbre étudié dans un rayon de 4 m, a été mesuré en diamètre à hauteur de poitrine et caractérisé par sa distance et l’azimut par rapport à l’arbre central. Pour chaque arbre principal on a mesuré la hauteur totale, la hauteur et la largeur du houppier, et le diamètre à hauteur de poitrine. Le côté sud de l’arbre a été déterminé à l’aide d’une boussole et marqué sur le tronc.

La présence de nombreux arbres morts suggère que la densité de peuplement pendant toutes ces années de croissance a probablement été différente de celle que l’on a mesurée sur les lieux 83 ans après, en 1999 au moment de la récolte des arbres. Toutefois, une simulation sur le logiciel SDMD de simulation de gestion de peuplement (Stand Density Management Diagram SDMD Version 3.1 MNR Copyright (C) September 2001) (Appendice 1 : Figures 6-5 et 6-6) semble montrer que le peuplement se situe temporellement entre la phase à croissance maximale et la phase de sénescence.

Bien que les peuplements soient issus de feu, donc qu’ils aient été régénérés sur un très court laps de temps, on constate une certaine variabilité entre les arbres concernant leur hauteur, leur diamètre et la datation de la moelle à hauteur de 2,4 m (Appendice 2 : Tableau 6-3, Figure 6-7). En particulier on note une différence maximale de 10 ans entre l’arbre le plus vieux et l’arbre le plus jeune de l’échantillonnage, et l’on constate que les arbres les plus vieux ont tendance à être plus grands et plus gros (Appendice 2 : Figure 6-8).

Les échantillons ont été placés dans le densitomètre équipé d’une caméra vidéo. Les mesures commencent sur la moelle et se poursuivent vers l’écorce. Le logiciel de l’appareil permet d’enregistrer toutes les valeurs obtenues du début de l’acquisition jusqu’à la fin à chaque intervalle de 0,0025 mm. Les données brutes fournies par l’appareil (Figure 2-8) sont ensuite recalculées dans Excel à l’aide d’une macro (Appendice 3) qui permet de décomposer le profil brut en une série de cernes caractérisés par leur densité, leur largeur, leur densité et leur largeur dans le bois initial et le bois final, leur densité maximale, et leur densité minimale.

La principale raison pour laquelle on recalcule les données dans Excel est que le logiciel de l’appareil travaille à partir d’une définition de la transition du bois juvénile au bois mature qui s’avère inutilisable dans notre cas. Celle-ci est fixée arbitrairement par l’appareil à 0,54 (Jozsa et al. 1987) or la transition du bois initial au bois final a lieu dans de nombreux cas au-dessous ou au-dessus de cette valeur. La définition adoptée dans notre étude pour le point de transition est le moment où la courbe de densité intra cerne passe par un point d’inflexion (Figure 2-9) (Koubaa et al. 2002).

La plus grande partie du travail a consisté à traiter statistiquement les données. Pour cela plusieurs techniques ont été utilisées à l’aide du logiciel SAS.

La première partie de l’analyse se base sur des observations des graphiques représentant les variations radiales de la moelle vers l’écorce des différentes caractéristiques étudiées en fonction de l’âge cambial. Les analyses graphiques ont permis une comparaison rapide des trois densités de peuplements et des trois hauteurs.

L’analyse de la variance a ensuite permis de renforcer nos conclusions et a été utilisée selon les cas dans le bois juvénile et le bois mature. En effet, on a constaté que pour certaines propriétés comme la densité des cernes, il valait mieux séparer dans notre analyse le bois juvénile et le bois mature afin de tirer des conclusions plus précises. Alors qu’une analyse sur l’ensemble du profil pouvait aboutir à un résultat négatif, on a constaté qu’elle pouvait montrer un résultat significatif dans le bois juvénile ou le bois mature. De la même façon les différences entre groupes de densité de peuplements pouvaient être significatives à certaines hauteurs de l’arbre et non significatives à d’autres. Pour les différences en hauteur les groupes de densité de peuplement n’ont pas été pris en compte. En effet, on a constaté dans de nombreux cas l’absence d’interaction entre la hauteur dans l’arbre et la densité de peuplement. Cela supposait que s’il y avait une différence significative en hauteur, elle était identique quel que soit le groupe.

Dans les modèles on a utilisé l’âge cambial et la hauteur ou l’âge cambial et le groupe de densité de peuplement comme variables indépendantes, et les différentes propriétés du bois comme variables dépendantes.

Pour la détermination de l’âge de transition on a utilisé l’analyse de régression non linéaire par segment (NLIN) dans SAS. Elle permet d’obtenir rapidement l’intersection entre deux droites qui constituent une régression linéaire dans chaque partie du profil radial (bois juvénile et bois mature).

Enfin, dans la dernière partie de nos analyses statistiques, on a étudié en utilisant un modèle mixte l’effet de la densité, de la largeur des cernes et de l’angle des microfibrilles sur le module d’élasticité et le module de rupture. Les modèles linéaires mixtes trouvés permettent de mettre en relation quelques propriétés anatomiques, physiques et mécaniques. L’avantage du modèle mixte est de tenir compte à la fois de facteurs fixes (variables étudiées) et de facteurs aléatoires (arbres).

En conclusion de la partie consacrée à l’échantillonnage, on peut retenir les points suivants :

© Jérôme Alteyrac, 2005