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Programmation scientifique

Grâce au soutien financier du programme des regroupements stratégiques du FRQNT, le CEN a, au cours des années, consolidé et structuré la diversité d’expertise de ses membres selon quatre axes de recherches afin de maximiser les retombées scientifiques de cet effort collectif.

 

 
 

Axe 1 - Approches de recherche innovantes adaptées au Nord

La compréhension de l’état actuel des géosystèmes et écosystèmes nordiques nécessite le développement et l’application de nouvelles approches innovantes adaptées à des conditions extrêmes (froid, isolement, absence de lumière en hiver). Le CEN développe et opère un réseau instrumental automatisé pour suivre à long terme, et souvent en temps réel, l’évolution du climat, de l’environnement physique et de la biodiversité nordique. Les chercheuses et chercheurs du CEN innovent en développant de nouvelles approches de suivi environnemental, des techniques de traitement des échantillons et d’analyse de données robustes et performantes. L’application de méthodes d’analyse moléculaire, biochimique et génétique permet de sonder le vivant et en particulier les microbiomes nordiques comme jamais auparavant. De nouveaux outils technologiques sont utilisés pour rendre disponible les connaissances auprès des usagers et des décideurs et appuyer la science participative. L’intégration de ces données avec des méthodes d’analyse innovantes permet la mise en place d’un réseau de surveillance de la réponse des environnements nordiques aux changements globaux. Dans une perspective de développement durable et de réduction des émissions de gaz à effet de serre, le CEN expérimente et évalue la performance de sources d’énergie alternative renouvelable et autres technologies vertes pour les infrastructures nordiques. Cet axe comporte quatre thèmes de recherche.

Responsables et équipe : Raymond, Jasmin ; Roy, Alexandre ; Allard, Michel ; Amyot, Marc ; Antoniades, Dermot ; Arseneault, Dominique ; Bernatchez, Pascal ; Bernier, Monique ; Berteaux, Dominique ; Bêty, Joël ; Bhiry, Najat ;  Boucher, Étienne ; Buffin-Bélanger, Thomas ; Chokmani, Karem ; Comte, Jérôme ; Côté, Steeve ; Couture, Raoul-Marie ; Culley, Alexander ; De Lafontaine, Guillaume ; Dominé, Florent ; Fortier, Richard ; Galvez, Rosa ; Gauthier, Francis ; Gauthier, Gilles ; Greer, Charles ; Khasa, Damase ; Langlois, Alexandre ; Larivière, Dominic ; Lasserre, Frédéric ; Laurion, Isabelle ; Lemieux, Jean-Michel ; Lévesque, Esther ; Lovejoy, Connie ; Marie, Guillaume ; Mercier, Guy ; Molson, John ; Moore, Jean-Sébastien ; Ourda, Taha ; Pienitz, Reinhard ; Rautio, Milla ; Raymond, Jasmin ; Rodon, Thierry ; Roy, Alexandre ; Royer, Alain ; Sonnentag, Oliver ; Therrien, René ; Villarreal A., Juan Carlos ; Vézina, François ; Vincent, Warwick F. ; Voyer, Normand

 

Thème 1.1 : Outils et indicateurs de suivi des changements environnementaux.

Le suivi et l’étude des changements environnementaux nécessitent l’accès à une infrastructure instrumentée et l’application de méthodes d’analyse de pointe. Pour répondre à ces besoins, le CEN dispose du réseau de stations de suivi environnemental automatisé SILA. Ce réseau unique est maintenu par un personnel technique qualifié qui assure une veille technologique constante afin d’y implanter rapidement les nouveautés et de valider leur performance. Grâce à leur leadership dans des projets comme FORSCE et Sentinelle Nord, les membres du CEN participent activement au développement d’équipements et d’instruments de mesure adaptés aux conditions rigoureuses uniques de environnements froids. De nouvelles technologies pour le suivi de variables environnementales et d’état de surface telles que les propriétés physiques de la neige sont aussi développées. Des technologies émergantes de mesure comme les aéronefs sans pilote, les caméras automatisées, les mouillages avec micro-capteurs automatisés dans les lacs ou encore la télédétection satellitaire couplée à des modèles de variables d’état sont utilisées en les adaptant aux conditions du Nord pour mieux étudier les changements spatio-temporels des milieux terrestres, côtiers et aquatiques, du couvert végétal et nival et des glaciers. Le CEN innove dans l’étude des déplacements, de l’utilisation de l’espace et de la physiologie des espèces fauniques à l’aide d’équipement télémétrique terrestre et satellitaire d’avant-garde déployés sur les animaux. Des méthodes d’analyse sophistiquées de nombreux proxy environnementaux sont aussi développées comme pour les séries dendrochronologiques, les carottes de dépôts lacustres et tourbeux ou les images satellitaires.

Responsable et équipe : Langlois, Alexandre ; Allard, Michel ; Antoniades, Dermot ; Arseneault, Dominique ; Bernatchez, Pascal ; Bernier, Monique ; Berteaux, Dominique ; Bêty, Joël ; Boucher, Étienne ; Chokmani, Karem ; Côté, Steeve ; Couture, Raoul-Marie ; De Lafontaine, Guillaume ; Dominé, Florent ; Fortier, Richard ; Galvez, Rosa ; Gauthier, Francis ; Gauthier, Gilles ; Kinnard, Christophe ; Langlois, Alexandre ; Laurion, Isabelle ; Legagneux, Pierre ; Ourda, Taha ; Pienitz, Reinhard ; Rautio, Milla ; Roy, Alexandre ; Royer, Alain ; Sonnentag, Oliver ; Vincent, Warwick F. ; Vézina, François.

 

Thème 1.2 : Énergies renouvelables et technologies vertes.

La réduction de la dépendance aux énergies fossiles et de la diminution de l’empreinte carbone pour le chauffage et l’éclairage des bâtiments et des infrastructures est une priorité des communautés nordiques. Le Nord présente toutefois des défis particuliers à cet égard dus au climat, aux variations extrêmes de la période d’ensoleillement et à l’isolement. Le diesel est transporté par bateau dans un environnent fragile où un déversement peut entrainer des conséquences irréversibles. Les membres du CEN expérimentent et évaluent la performance de sources énergétiques alternatives (géothermie, solaire, éolien, biomasse) tant pour les communautés que pour les industries, principalement les mines, ou les camps isolés, notamment à l’aide de nos stations de recherche qui servent de banc d’essai. Les chercheuses et chercheurs entrevoient utiliser ces stations, déjà presque toutes équipées de panneaux solaires, pour tester de nouvelles technologies de chauffage comme les pompes à chaleur géothermique. Le CEN contribue également à développer des concepts d’ingénierie applicable aux environnements nordiques, comme le stockage thermique souterrain et saisonnier de l’énergie solaire ou encore l’augmentation de l’efficacité énergétique des bâtiments par la domotique et les techniques de construction optimisées et adaptées aux conditions arctiques. La gestion des déchets, qui constituent une source d’énergie lorsque brulés, le traitement des eaux usés et des effluents avec des technologies décentralisées, ainsi que l’assainissement des sols contaminés par les activités industrielles ou le déversement de produits pétroliers constituent d’autres exemples impliquant des technologies vertes qui sont à l’étude par les membres du CEN en milieu nordique.

Responsable et équipe : Raymond, Jasmin ; Allard, Michel ; Amyot, Marc ; Couture, Raoul-Marie ; Fortier, Richard ; Galvez, Rosa ;  Larivière, Dominic ; Lemieux, Jean-Michel ; Khasa, Damase ; Mercier, Guy ; Molson, John ; Therrien, René ; Didier Haillot.

 

Thème 1.3 : Des biomolécules aux microbiomes nordiques.

Les approches moléculaires sont devenues essentielles pour quantifier les variations de la biodiversité et évaluer l’état physiologique des réseaux trophiques, en particulier du microbiome. L’application de nouvelles méthodes d’analyse moléculaire, biochimique et génétique permet de sonder les environnements nordiques, des biomolécules aux microbes et aux organismes multicellulaires, à un niveau encore jamais vu. L’utilisation de la méta-génomique permet une compréhension en profondeur non seulement de la structure du microbiome mais également de son fonctionnement en identifiant les voies métaboliques et l’expression des gènes d’organismes clés. La récolte d’échantillons en milieu nordique isolé et leur conservation comporte toutefois des défis importants et requiert souvent des techniques novatrices que les chercheuses et chercheurs du CEN contribuent à mettre au point. Ils et elles expérimentent le déploiement directement sur le terrain de nouveaux biocapteurs capables de détecter les microorganismes présents, des virus aux microbes, développés en collaboration avec Sentinelle Nord. En appui aux biotechnologies, le CEN contribue à la recherche de nouvelles molécules uniques aux organismes nordiques via la bioprospection dans le respect des connaissances des peuples nordiques. Le CEN travaille en partenariat avec la Cryobanque nationale canadienne de la biodiversité pour créer une archive à long terme d'échantillons microbiens environnementaux du Nord. Les approches moléculaires sont aussi utilisées et raffinées pour mieux comprendre l’écologie végétale et animale (ex., écologie évolutive des espèces, structure génétique des populations) et comme nouveaux outils pour déterminer les changements dans les écosystèmes nordiques du passé au présent.

Responsable et équipe : Culley, Alexander ; Amyot, Marc ; Antoniades, Dermot ; Comte, Jérôme ; Côté, Steeve ; Couture, Raoul-Marie ; de Lafontaine, Guillaume ; Greer, Charles Lovejoy, Connie ; Moore, Jean-Sébastien; Pienitz, Reinhard ; Rautio, Milla ; Villarreal A., Juan Carlos ; Vincent, Warwick F. ; Voyer, Normand.

 

Thème 1.4 : Mobilisation des connaissances et science participative

 La mobilisation rapide des connaissances et leur partage sont une aide précieuse à la prise de décision autant pour les communautés nordiques que pour les gouvernements et les industries. Le développement de méthodes novatrices d’acquisition, de partage, de transfert et de pérennisation du savoir permet de rendre accessible les connaissances générées par le CEN et maximiser les retombées. Les données sont archivées et disséminées à la communauté internationale via le portail de données en libre-accès Nordicana D créé et maintenu par le CEN. La participation du CEN au Consortium canadien pour l’interopérabilit des données dans l’Arctique (CCADI) va contribuer à améliorer l’accesibilité de ces bases de données. Des portails webs sont aussi créés pour diffuser l’information aux décideurs, notamment concernant les données géotechniques servant à l’aménagement du territoire dans les communautés. Pour favoriser la co-production et le partage de savoir avec les gens du Nord et l’acceptabilité sociale des travaux de recherche, le CEN a mis en place des comités scientifiques conjoints dans les communautés où se trouvent ses stations de recherche. Nos membres organisent des camps intergénérationnels, qui sont des plateformes d’échange entre chercheurs et communautés, et intègrent le savoir traditionnel à plusieurs projets. La science participative est mise de l’avant par le développement d’outils technologiques comme des applications pour téléphones intelligents adaptées aux spécificités du Nord. Ces initiatives facilitent la collecte d’observations inédites faites par les gens du Nord sur le terrain et favorisent le partage et la valorisation de cette information dans le respect des connaissances autochtones et des détenteurs et détentrices de ce savoir.

Responsable et équipe : Lévesque, Esther ; Allard, Michel ; Bernatchez, Pascal ; Bernier, Monique ; Bêty, Joël ; Buffin-Bélanger, Thomas ; Bhiry, Najat ; Lasserre, Frédéric ; Legagneux, Pierre ; Marie, Guillaume ; Moore, Jean-Sébastien ; Raymond, Jasmin ; Rodon, Thierry ; Tremblay, Jean-Pierre ; Vincent, Warwick.

 

 
 

Axe 2 - Fonctionnement et évolution des environnements nordiques

Les environnements nordiques sont en changement depuis des millénaires mais le rythme de ces changements s’accélère sous l’effet du réchauffement climatique actuel et des activités anthropiques. Les travaux du CEN visent à préciser la vitesse de ces changements à différentes échelles temporelles et spatiales afin de mieux évaluer leur ampleur et déterminer leurs conséquences sur le fonctionnement des géo-écosystèmes nordiques continentaux et côtiers. Les mécanismes par lesquels ces changements agissent sur différentes composantes des écosystèmes et ultimement sur les services écosystémiques sont précisés grâce aux travaux des membres du CEN. L’étude des processus de rétroactions entre les composantes des systèmes et la détermination des seuils critiques et des points de basculement entre différents états des écosystèmes et géosystèmes est au cœur de nos préoccupations. La transformation de la cryosphère (pergélisol, glace de lacs, neige, glaciers) et ses effets en cascades sur l’hydrologie, les réseaux trophiques aquatiques et terrestres, et l’approvisionnement en eau potable des communautés nordiques reçoivent une attention particulière. La modélisation numérique de processus physiques et biologiques appuyée par de solides données empiriques de terrain et des suivis à long-terme permettent de quantifier les conséquences des changements et de prévoir la trajectoire des systèmes dans le futur. Cet axe comporte quatre thèmes de recherche.

Responsables et équipe : Léesque, Esther; Gauthier, Gilles ; Allard, Michel ; Amyot, Marc ; Antoniades, Dermot ; Arseneault, Dominique ; Babin, Marcel ; Bernier, Monique ; Berteaux, Dominique ; Bêty, Joël ; Bhiry, Najat ; Boucher, Étienne ; Boudreau, Stéphane ; Buffin- Bélanger, Thomas ; Chokmani, Karem ; Comte, Jérôme ; Couture, Raoul-Marie ; Culley, Alexander ; Côté, Steeve ; De Lafontaine, Guillaume ; Dominé, Florent ; Fauteux, Dominique ; Festa-Bianchet, Marco ; Fortier, Daniel ; Fortier, Richard ; Francus, Pierre ; Garneau, Michelle ; Gravel, Dominique ; Grenon, Martin ; Hétu, Bernard ; Kinnard, Christophe ; Lajeunesse, Patrick ; Langlois, Alexandre ; Larivière, Dominic ; Laurion, Isabelle ; Lavoie, Martin ; Lecomte, Nicolas ; Legagneux, Pierre ; Lemieux, Jean-Michel ; Lessard, Jean-Philippe ; Lovejoy, Connie ; Lévesque, Esther ; Molson, John ; Moore, Jean-Sébastien ; Payette, Serge ; Pelletier, Fanie ; Pienitz, Reinhard ; Pilote, Martin ; Rautio, Milla ; Rochefort, Line ; Roulet, Nigel Thomas ; Royer, Alain ; Simard, Martin ; Sonnentag, Oliver ; St-Laurent, Martin-Hugues ; Therrien, René ; Tremblay, Jean-Pierre ; Villarreal A., Juan Carlos ; Vincent, Warwick F. ; Vézina, François

 

Thème 2.1 : Reconstitutions paléo-environnementales et paysages nordiques de demain

Les modèles prédictifs des impacts du réchauffement climatique et des activités anthropiques sur la dynamique des géo-écosystèmes sont alimentés par des études paléo-environnementales basées sur l’analyse d’archives diverses. L’analyse de géo-indicateurs (couches stratigraphiques, sédiments, géochimie, isotopes stables, etc.) et de bio-indicateurs (diatomées, invertébrés, pigments fossiles, ADN, pollen, cernes des arbres, etc.) permet de retracer les processus de transformation des paysages du Nord et de reconstituer l’historique des changements au cours des derniers siècles ou millénaires. Ces reconstitutions renseignent sur la sensibilité des géo-écosystèmes face aux forçages climatiques et environnementaux de même que sur leur dynamique et leur équilibre dans le temps. D’autre part, l’étude de l’interaction des matériaux géologiques de surface avec les couverts végétal, nival et glaciel permet de jeter un nouvel éclairage sur les processus géomorphologiques qui façonnent les environnements froids. Les reconstitutions paléo-environnementales combinées aux processus qui régissent le fonctionnement des géosystèmes permettent d’anticiper les trajectoires futures de ces environnements et des espèces qui y vivent et d’élaborer des stratégies d’adaptation, de suivi et de conservation.

Responsable et équipe : Pienitz, Reinhard ; Antoniades, Dermot ; Arseneault, Dominique ; Bhiry, Najat ; Boucher, Étienne ; De Lafontaine, Guillaume ; Francus, Pierre ; Garneau, Michelle ; Hétu, Bernard ; Lajeunesse, Patrick ; Lavoie, Martin ; Payette, Serge ; Rautio, Milla ; Rochefort, Line ; Simard, Martin.

 

Thème 2.2 : Cycles biogéochimiques et réseaux trophiques des systèmes aquatiques

Les changements climatiques modifient la nature et la physique des écosystèmes aquatiques et leur connectivité avec le milieu terrestre, avec des implications majeures sur leur productivité biologique et leur biodiversité microbienne, végétale et animale. Ces changements affectent également le cheminement des contaminants (transformation, dégradation, transferts trophiques), qu'ils proviennent de dépôts atmosphériques ou de sources anthropogéniques locales. Les chercheuses et chercheurs du CEN étudient la biogéochimie des lacs arctiques en lien avec l’accélération du cycle hydrologique, la réduction du couvert de glace et l’érosion et le dégel du pergélisol. Les lacs thermokarstiques présentent un intérêt particulier car ils abritent une diversité microbienne unique et méconnue, et sont d’importantes sources de gaz à effet de serre. Les tourbières enregistrent aussi d’importants changements et on connait encore mal le bilan net du carbone de ces écosystèmes susceptibles de produire d’importantes quantités de méthane. La réponse des écosystèmes aquatiques aux changements du climat et les mécanismes de rétroaction climatique sont quantifiés pour alimenter les modèles globaux. Les membres du CEN étudient également les changements dans l’englacement, le régime hydrologique et le débit des rivières, qui contrôlent l’expansion ou la contraction des écosystèmes aquatiques, et leurs effets sur la faune, la flore et les habitants du Nord. Une attention particulière est portée à la qualité de l’habitat, au régime alimentaire et aux mouvements de l’omble chevalier, une espèce vulnérable à ces changements et vitale pour les peuples du Nord. Finalement, les transferts d’eau douce et de matière dissoute vers l’océan sont étudiés, en particulier en lien avec le dégel du pergélisol.

Responsable et équipe : Laurion, Isabelle ; Amyot, Marc ; Antoniades, Dermot ; Babin, Marcel ; Chokmani, Karem ; Comte, Jérôme ; Couture, Raoul Marie ; Culley, Alexander ; Dominé, Florent ; Fortier, Daniel ; Garneau, Michelle ; Kinnard, Christophe ; Langlois, Alexandre ; Larivière, Dominic ; Lovejoy, Connie ; Moore, Jean-Sébastien ; Pienitz, Reinhard ; Pilote, Martin ; Rautio, Milla ; Sonnentag, Oliver ; Vincent, Warwick F.

 

Thème 2.3 : Transformation des communautés écologiques et des réseaux trophiques terrestres

Les impacts du réchauffement climatique sur les écosystèmes terrestres sont majeurs, que ce soit de façon directe sur la physiologie des organismes ou indirecte via ses effets sur l’environnement physique (ex. neige) et le régime de perturbations (ex. feux). L’arbustation rapide de l’Arctique transforme les paysages nordiques nécessitant l’étude de ses causes et conséquences en lien avec le recyclage des nutriments, la séquestration du carbone, l’enneigement et le régime thermique du pergélisol. Les conséquences de ces changements sur les grands herbivores comme le caribou sont étudiées via des suivis à long-terme de leurs populations et de celles de leurs prédateurs. Ces prédateurs exercent un contrôle majeur sur le réseau trophique de la toundra, mais cette dynamique est sensible à la présence d’espèces migratrices, elles-mêmes influencées par les environnements souvent anthropisés qu’elles utilisent en hiver, ou par l’ajout de nouvelles espèces (ex. orignal) dont l’aire de répartition se déplace vers le Nord. Les membres du CEN mènent des suivis écosystémiques à long-terme couplés à des études sur le comportement et l’écophysiologie des espèces, et caractérisent la connectivité entre les écosystèmes nordiques et le reste du globe généré par les mouvements saisonniers des espèces. Cela permet de modéliser la dynamique des réseaux trophiques sur une base saisonnière et évaluer leur sensibilité à des perturbations qui surviennent dans le Nord ou ailleurs sur la planète.

Responsable et équipe : Côté, Steeve  ; Berteaux, Dominique ; Bêty, Joël ; Boudreau, Stéphane ; Dominé, Florent ; Fauteux, Dominique ; Festa-Bianchet, Marco ; Gauthier, Gilles ; Gravel, Dominique ; Lecomte, Nicolas ; Legagneux, Pierre ; Lessard, Jean-Philippe ; Lévesque, Esther ; Pelletier, Fanie ; Rochefort, Line ; Simard, Martin ; St-Laurent, Martin-Hugues ; Tremblay, Jean-Pierre ; Villarreal A., Juan Carlos ; Vézina, François.

 

Thème 2.4 : Dynamique et évolution du cycle de l’eau et de la cryosphère

L’étude du cycle de l’eau et de la cryosphère est fondamentale pour répondre à plusieurs enjeux des communautés nordiques qui dépendent de la pérennité des sources d’eau potable et de l’accessibilité au territoire pour pratiquer leurs activités traditionnelles. Les eaux de surface utilisées comme source d’eau potable sont vulnérables au tarissement, au brunissement causé par le dégel du pergélisol et à la contamination chimique et microbiologique. Avec le réchauffement climatique, l’exploitation des eaux souterraines devient envisageable en raison de la fonte de la glace de sol qui rend accessible cette source d’eau auparavant gelée, et à un écoulement souterrain qui gagne en importance dû à un accroissement de l’infiltration. Cependant, la dégradation des principales composantes de la cryosphère, soit la neige, la glace de lacs et de rivières, et le pergélisol, affecte la qualité de la ressource et l’accessibilité au territoire. Pour mieux comprendre les boucles de rétroaction entre le réchauffement climatique, la dégradation de la cryosphère et le cycle de l’eau, les membres du CEN combinent les informations issus du réseau de stations environnementales SILA avec des mesures hydrogéologiques fines réalisées in situ et la télédétection satellitaire du couvert nival et de glace afin de réaliser un bilan d’énergie de surface complet. L’analyse de la composition de la neige, de la glace et de l’eau permettent d’évaluer leur qualité chimique et biologique. La qualité et la vulnérabilité des sources d’eau potable sont étudiées non seulement à la source mais aussi tout le long de la chaîne de traitement et de distribution jusqu’à sa consommation humaine.

Responsable et équipe : Lemieux, Jean-Michel ; Allard, Michel ; Antoniades, Dermot ; Bernier, Monique ; Buffin-Bélanger, Thomas ; Chokmani, Karem ; Comte, Jérôme ; Dominé, Florent ; Fortier, Richard ; Grenon, Martin ; Kinnard, Christophe ; Langlois, Alexandre ; Larivière, Dominic ; Laurion, Isabelle ; Molson, John ; Pienitz, Reinhard ; Roy, Alexandre ; Royer, Alain ; Therrien, René.

 

 
 

Axe 3 - Évaluation des risques environnementaux et stratégies d'adaptation

Les systèmes naturels, les communautés et les infrastructures des milieux froids sont exposés aux risques associés aux changements environnementaux qui affectent l’intégrité et la stabilité des géo-écosystèmes, la sécurité civile, et, pour les peuples du Nord, l’accès sécuritaire au territoire et à leurs ressources alimentaires traditionnelles. Les chercheuses et chercheurs du CEN évaluent la vulnérabilité des géo-écosystèmes, des communautés et des infrastructures (routes, mines, etc.) aux transformations du pergélisol, à l’érosion côtière, aux processus de versant et aux feux de forêt afin de développer des outils et des pratiques adaptés au Nord. Les modalités d’occurrence des aléas naturels et d’origine anthropique dans les environnements froids sont documentés et des outils de prévision sont développés et diffusés afin d’alimenter directement la prise de décision. Les travaux du CEN contribuent à la conservation des ressources naturelles et à l’élaboration de méthodes d’atténuation et de restauration des impacts de l’exploitation des ressources afin de minimiser leurs effets, et de maintenir l’intégrité des écosystèmes et des services qu’ils fournissent. L’analyse des pratiques historiques des peuples autochtones permet d’évaluer la résilience et l’adaptation des communautés du Nord aux changements environnementaux et d’aider à la préservation de leur patrimoine culturel. Cet axe regroupe quatre thèmes.

Responsables et équipe : Bhiry, Najat ; Rochefort, Line; Antoniades, Dermot ; Arseneault, Dominique ; Bernatchez, Pascal; Bernier, Monique ; Berteaux, Dominique ; Bêty, Joël ; Boudreau, Stéphane ; Buffin Bélanger, Thomas ; Chokmani, Karem ; Côté, Steeve ; Doré, Guy ; Doyon, Bernard ; Festa-Bianchet, Marco ; Fortier, Daniel ; Fortier, Richard ; Galvez, Rosa ; Garneau, Michelle ; Gauthier, Francis ; Gauthier, Gilles ; Grenon, Martin ; Hétu, Bernard ; Khasa, Damase ; Lajeunesse, Patrick ; Langlois, Alexandre ; Lasserre, Frédéric ; Lavoie, Martin ; Legagneux, Pierre ; Lemieux, Jean-Michel ; Lévesque, Esther ; Marie, Guillaume ; Mercier, Guy ; Molson, John ; Moore, Jean-Sébastien ; Pienitz, Reinhard ; Rautio, Milla ; Raymond, Jasmin ; Rochefort, Line ; Rodon, Thierry ; Royer, Alain ; Simard, Martin ; St-Laurent, Martin-Hugues ; Therrien, René ; Tremblay, Jean-Pierre ; Vincent, Warwick F. ; Woollett, James.

 

Thème 3.1 : Modélisation des milieux pergélisolés et conception d’infrastructures durables

Les infrastructures civiles du Nord sont de plus en plus exposées à des risques naturels tels que la subsidence au dégel et les glissements de terrain causés par la dégradation du pergélisol. Les chercheuses et chercheurs du CEN documentent les processus à l’origine de ces risques naturels, leur taux de progression et de récurrence ainsi que leur impact sur la capacité fonctionnelle des infrastructures. L’approche intégrée inclut des simulations numériques de phénomènes physiques couplés tels que la transmission de la chaleur, l’écoulement des eaux souterraines et le dégel du pergélisol. Ces simulations sont basées sur une connaissance fine des milieux physiques pergélisolés obtenues par des levés géomorphologiques, géotechniques et géophysiques et des suivis instrumentaux sur le terrain. Ces modèles aident à comprendre les problématiques actuelles, à faire des analyses prédictives des impacts à venir et à developper des méthodes d’adaptation. Le but est d’élaborer des stratégies d’adaptation efficaces qui diminuent les risques pour les communautés et leurs infrastructures. Ces travaux ont déjà contribué à la prévention de la détérioration de routes et d’aéroports au Nunavik et au Nunavut (Iqaluit) et ont permis aux communautés du Nunavik de bénéficier de plans d’aménagement établis en fonction des conditions de pergélisol, des perspectives climatiques et des aspirations propres à chacune. Ces travaux avant-gardistes inspirent et orientent maintenant la définition de normes canadiennes et québécoises pour l’entretien des infrastructures de transport nordiques, pour la conception de fondations de bâtiments sur pergélisol et pour l’aménagement urbain des communautés.

Responsable et équipe : Doré, Guy ; Allard, Michel ; Bernier, Monique ; Doyon, Bernard ; Fortier, Daniel ; Fortier, Richard ; Langlois, Alexandre ; Lemieux, Jean-Michel ; Mercier, Guy ; Molson, John ; Raymond, Jasmin ; Royer, Alain ; Therrien, René.

 

Thème 3.2 : Aléas naturels et anthropiques et gestion du risque

Les changements climatiques et les activités humaines accroissent l’intensité et la fréquence de plusieurs types d’aléas naturels en milieux froids ou nordiques, notamment les embâcles glacielles et les inondations, l’érosion des berges, les glissements de terrain, les tempêtes littorales, les avalanches et les feux de forêts. Ces aléas ont des impacts sur les collectivités et l’industrie et soulèvent des enjeux en matière de vulnérabilité et de sécurité civile. Pour répondre à ces enjeux, les chercheuses et chercheurs du CEN travaillent à bien cerner les facteurs à l’origine de ces aléas afin d’évaluer adéquatement la vulnérabilité des populations, des activités sur le territoire et des infrastructures, et les risques associés. Elles et ils proposent également des solutions pragmatiques fondées sur des technologies innovantes pour sécuriser les populations et les ouvrages construits, ainsi que des outils d’aide à la décision pour l’aménagement du territoire, la gestion et la prévision des risques. Ce travail repose sur des relevés aéroportés, des observations sur le terrain, la compilation d’événements historiques rapportés dans les medias ou par le savoir traditionel, et des réseaux d’appareils de suivi environnemental mis en place par les membres du CEN, dont le réseau SILA. Le savoir des peuples du Nord est ici mis à contribution et est redistribué pour le bénéfice de tous. Le CEN travaille ici étroitement avec les communautés, l’industrie et le gouvernement.

Responsable et équipe : Bernatchez, Pascal  ; Allard, Michel ; Arsenault, Dominique ; Bernier, Monique ; Bhiry, Najat ; Buffin-Bélanger, Thomas ; Chokmani, Karem ; Doré, Guy ; Fortier, Richard ; Gauthier, Francis ; Grenon, Martin ; Hétu, Bernard ; Lajeunesse, Patrick ; Langlois, Alexandre ; Lemieux, Jean-Michel ; Marie, Guillaume ; Mercier, Guy ; Molson, John ; Therrien, René.

 

Thème 3.3 : Gestion responsable, conservation et restauration des ressources naturelles

Les décisions de gestion, de conservation et de restauration des milieux naturels ou dégradés et de la faune en lien avec l’utilisation des ressources naturelles doivent s’appuyer sur des bases scientifiques solides afin de proposer des solutions durables. Par leurs travaux de terrain, les chercheuses et chercheurs du CEN améliorent les connaissance sur la richesse écologique du territoire nordique et contribuent ainsi à de meilleurs choix pour la mise en place d’aires protégées ou la gestion des impacts environnementaux des activités humaines. En plus de maintenir l’intégrité écologique du territoire, les aires protégées sont vitales pour assurer la pérennité des services écologiques comme la disponibilité et la qualité de l’eau potable, la nourriture traditionnelle des peuples du Nord et la séquestration du carbone dans les tourbières et les sols forestiers. Les travaux du CEN contribuent également à améliorer les méthodes de gestion des ressources naturelles exploitées (ex. caribou) et à expérimenter des mesures d’atténuation liées à leur exploitation (ex. tourbe, minérai). La science de l’écologie de la restauration permet de développer de nouvelles pratiques adaptées aux conditions climatiques nordiques afin de réhabiliter des sites perturbés ou contaminés par l’action humaine (ex. exploration et exploitation minière et pétrolière, construction dans les communautés), une pratique génératrice de retombés économiques importantes.

Responsable et équipe : Rochefort, Line  ; Antoniades, Dermot ; Bernier, Monique ; Berteaux, Dominique ; Bêty, Joël ; Boudreau, Stéphane ; Côté, Steeve ; Doré, Guy ; Festa-Bianchet, Marco ; Galvez, Rosa ; Garneau, Michelle ; Gauthier, Gilles ; Grenon, Martin ; Khasa, Damase ; Lasserre, Frédéric ; Legagneux, Pierre ; Lévesque, Esther ; Mercier, Guy ; Moore, Jean-Sébastien ; Pienitz, Reinhard ; Rautio, Milla ; Raymond, Jasmin ; St-Laurent, Martin-Hugues ; Tremblay, Jean-Pierre ; Vincent, Warwick F.

 

Thème 3.4 : Relations humain-environnement et patrimoine culturel à risque

La longue histoire d’occupation territoriale par les peuples du Nord fournit une gamme d’exemples inspirants de résilience aux changements environnementaux et qui sont porteurs de leçons. Les travaux du CEN cherchent à identifier des périodes de transformations majeures et de comprendre l’interaction de facteurs environnementaux, économiques et historiques associés à ces transformations. L’impact historique de la présence humaine sur le développement des paysages et des ressources est évalué grâce à des activités intersectorielles (sciences naturelles, archéologie et géographie culturelle) mettant à contribution plusieurs disciplines (notamment la géomorphologie, la paléoécologie, la sédimentologie, la zooarchéologie et l’archéobotanique). Les données scientifiques sont ici jumelées au savoir traditionnel des communautés nordiques par le biais d’une approche participative. Ces résultats viennent en appui aux efforts des communautés pour développer des pratiques et des outils concrets d’aménagement de sites à haute valeur culturelle, ce qui contribue à l’appropriation de leur histoire et renforce leur identité culturelle et leur résilience. Ils contribuent aussi à la compréhension des processus environnementaux (ex. érosion côtière, dégel du pergélisol et arbustation) à l’origine de la dégradation du patrimoine culturel (sites archéologiques) et à documenter la perte de ces archives naturelles. Les membres du CEN participent ainsi au développement de méthodes et de programmes de conservation de cette mémoire collective et de mesures de remédiation.

Responsable et équipe : Woollett, James ; Bernier, Monique ; Bhiry, Najat ; Lavoie, Martin ; Lévesque, Esther ; Pienitz, Reinhard ; Rodon, Thierry ; Simard, Martin

 

 
 

Axe 4 - Chantier Gradient Nordique

Le principal objectif de cet axe est de produire des synthèses transversales et multidisciplinaires à partir des connaissances accumulées depuis 60 ans le long du gradient latitudinal de 4000 km couvert par les réseaux Qaujisarvik de stations de recherche et SILA de stations de suivi environnemental du CEN. Cet axe permet d’intégrer des résultats générés par les trois autres axes de recherche et de valoriser des suivis longitudinaux en adoptant une approche holistique qui favorise une compréhension globale du fonctionnement des systèmes naturels et des risques environnementaux dans un contexte de réchauffement. Ces deux réseaux, qui s’étendent de la forêt boréale jusqu’au désert polaire et qui couvrent un gradient de température de plus de 25 °C, offrent un laboratoire unique au monde pour réaliser des synthèses afin de mieux anticiper la réponse des paysages nordiques au réchauffement et d’améliorer les stratégies d’adaptation développées par le Québec. Cet axe mobilise un grand nombre de membres du CEN autour de cet objectif commun. Bien que les résultats de cet axe soient avant tout applicables au Québec nordique et à l’est du Nunavut, ils ont le potentiel de mener à des avancées conceptuelles ou pratiques majeures et exportables à d’autres régions arctiques. Cet axe ouvre aussi la possibilité de s’arrimer avec des initiatives d’envergure telle que le groupe d’action Arctic Transects au sein de l’initiative internationale Terrestrial Multidisciplinary distributed Observatories for the Study of Arctic Connections (T-MOSAiC).

Responsable et équipeBêty, Joël ; Vincent, Warwick F. ; Antoniades, Dermot ; Arseneault, Dominique ; Berteaux, Dominique ; Bhiry, Najat ; Boudreau, Stéphane ; Comte, Jérôme; Couture, Raoul-Marie; Côté, Steeve ; Dominé, Florent ; Fortier, Daniel ; Gauthier, Gilles ; Gravel, Dominique ; de Lafontaine, Guillaume; Lajeunesse, Patrick ; Langlois, Alexandre ; Laurion, Isabelle ; Lavoie, Martin ; Lecomte, Nicolas ; Legagneux, Pierre ; Lovejoy, Connie ; Lévesque, Esther ; Payette, Serge; Pienitz, Reinhard ; Rautio, Milla ; Roy, Alexandre; Royer, Alain ; Simard, Martin ; Vincent, Warwick F. ; Vézina, François.

 

 
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