Dans un contexte de modifications climatiques, il convient d’intégrer, dans les programmes de conservation des ressources génétiques du peuplier noir, l’étude de caractères fonctionnels, tels que l’efficience d’utilisation de l’eau et la phénologie de croissance, afin d’évaluer les possibilités de réponse de l’espèce face aux modifications climatiques. Les objectifs de l’étude étaient d’évaluer la variabilité génétique, et sa structuration géographique, pour la phénologie de croissance, l’efficience d’utilisation de l’eau, et leurs relations, au sein d’une collection de 15 populations naturelles de peupliers noirs âgés de deux ans et installés en test clonal à Orléans. Nous avons donc étudié des descripteurs de phénologie végétative, débourrement et arrêt de croissance, et des variables écophysiologiques incluant la discrimination isotopique vis-à-vis du carbone 13 (Δ). Pour tous les traits, une variabilité génétique significative a été observée dans toutes les populations. Pour l’arrêt de croissance, les populations se différenciaient selon un gradient latitudinal suggérant des adaptations locales à la photopériode et la température. Pour le débourrement et Δ, le patron de différenciation génétique des populations est plus complexe. Aucune relation phénotypique significative n’a été observée entre phénologie de croissance et WUE. Ces résultats suggèrent l’existence d’une bonne capacité d’adaptation des populations de peuplier noir à long terme.