Finissante au doctorat en biologie, Sara Yumi Sassamoto Kurokawa a effectué sa soutenance de thèse le 11 août 2025. Sous la direction de Sergio Rossi (UQAC) et la codirection de Sylvain Delagrange (UQO), sa thèse a pour titre « Phenology of sap production in sugar maple and its variation in a context of climate change ».
Sous la présidence de Christian Messier (UQAM), le jury d’évaluation était composé de Magali Nehemy (Université Trent) et de Guillaume Moreau (Université Laval).
Résumé de la thèse
Les altérations climatiques affectent la phénologie dans l’hémisphère nord. Le modèle de réchauffement observé depuis les années 1970 a été le plus prononcé aux hautes latitudes, avec les plus fortes augmentations de température se produisant pendant les saisons d’hiver et de printemps. Ces changements entraînent des conséquences significatives pour la phénologie des érables à sucre et leur sirop. La production de sirop d’érable, une activité traditionnelle et économique dans le nord-est de l’Amérique du Nord, est particulièrement vulnérable à ces changements climatiques. Le sirop est fabriqué en concentrant la sève extraite des érables, un processus qui dépend du cycle de gel-dégel typique du début du printemps. Cependant, le changement climatique modifie le calendrier et la durée de l’exsudation de la sève, avec des implications pour la production future incertaine. Par conséquent, étudier la production de sève et la phénologie des érables en réponse aux variations climatiques est crucial pour comprendre et atténuer les impacts du changement climatique sur ce produit économiquement et culturellement important. En raison du manque d’informations précises sur le calendrier et le rendement de la production de sève, des recherches supplémentaires dans ce domaine sont essentielles.
Cette thèse vise à surveiller le calendrier et la dynamique de la production de sève à différentes échelles et résolutions, dans le contexte du changement climatique. Cette étude a été menée au printemps dans la province de Québec, au Canada, en collectant les horaires de production de sève à différentes échelles, des sites provinciaux aux sites locaux et de basse à haute résolution. Les sites s’étendaient des régions les plus productives de l’érable aux limites les plus septentrionales de la distribution de l’érable en Amérique du Nord. Initialement, les données ont été enregistrées par le biais d’enquêtes auprès des producteurs, qui ont été affinées par des mesures directes des horaires de production de sève à partir d’équipements installés sur des arbres individuels. Ces horaires ont ensuite été comparés aux données météorologiques, y compris la température de l’air, la profondeur de la neige, le contenu en eau du sol et la température du sol. La température de l’air, en tant que principal facteur environnemental de l’exsudation de la sève, a ensuite été utilisée dans les modèles de prédiction.
Les horaires d’exsudation de la sève ont montré une forte corrélation avec la température de l’air et un modèle cohérent observé entre et au sein des sites, malgré la co-occurrence d’autres facteurs météorologiques. De plus, la collecte de données à haute fréquence a montré les dynamiques détaillées du flux de sève dans l’érable à sucre, confirmant l’influence de la température et soulignant le rôle des cycles de gel-dégel. L’utilisation de pluviomètres comme outil automatique enregistrant des données de sève à haute fréquence a offert une avancée méthodologique significative pour mesurer le flux de sève. L’enregistrement des données avec les pluviomètres a démontré que la production de sève était discontinue, alternant les jours productifs et non productifs. Dans l’ensemble, 74 % de la sève a été exsudée pendant 20 % de la saison sucrière, ce qui correspondait aux proportions décrites par la loi de Pareto (c’est-à-dire la règle 80/20).
Enfin, nous avons observé d’autres facteurs environnementaux co-occurrents avec l’exsudation de la sève. L’exsudation de la sève commence avec le début de la fonte des neiges, l’augmentation du contenu en eau du sol et la sève se termine lorsque la température du sol augmente. Pour les prédictions des horaires, une avancée divergente du début et de la fin de la production de sève sous les conditions de réchauffement est attendue, entraînant une durée plus courte de la saison sucrière, avançant jusqu’à 20 jours pour le début et 26 jours pour la fin d’ici 2100 dans le scénario d’émissions le plus élevé. Les producteurs devraient commencer à préparer leurs érablières plus tôt que d’habitude pour s’aligner sur les horaires avancés attendus en raison du réchauffement climatique. Plus précisément, les horaires d’entaillement les arbres doivent être ajustés pour s’aligner avec le début de la saison de la sève. Tout retard pourrait entraîner des pertes de production importantes, en particulier pendant les saisons de sève plus courtes, comme prévu par les modèles.
En conclusion, des données horaires à haute résolution ont montré des modèles diurnes cohérents dans le flux de sève, fortement corrélés avec les fluctuations de température. Comme le début et la cessation du flux de sève étaient principalement déterminés par des seuils spécifiques de température de l’air, les autres facteurs météorologiques comme l’enneigement, le contenu en eau du sol et les températures du sol jouaient un rôle secondaire. De plus, cette étude a montré un calendrier de production de sève cohérent dans la région étudiée, suggérant un modèle pour la production de sève d’érable dans la province de Québec. En adaptant les pluviomètres à seau basculant pour la mesure du flux de sève, des informations détaillées sur les variations quotidiennes et saisonnières ont été obtenues, améliorant ainsi la précision de la collecte de données.
Cette étude innovante offre une avancée pour surveiller la production de sève et prédire les effets du changement climatique sur les horaires de sève, fournissant des connaissances précieuses pour la recherche et l’industrie du sirop d’érable. De plus, les résultats de cette étude ne font pas seulement progresser notre compréhension des impacts du changement climatique sur la phénologie de la sève d’érable, mais fournissent également une base pour développer une gestion adaptative, faire progresser les technologies de surveillance et soutenir la recherche continue pour assurer que l’industrie puisse continuer à croître et à perdurer à l’avenir.
Félicitations à Sara Yumi Sassamoto Kurokawa pour la soutenance de sa thèse de doctorat!
