Axe 1 - Approches de recherche innovantes adaptées au Nord

recherche-axe1-banner

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 : Jasmin Raymond et Alexandre Roy

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 des 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 émergentes 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 : Alexandre Langlois

Équipe : 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 environnement 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 : Jasmin Raymond

Équipe : 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 : Alexander Culley

Équipe : 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’interopérabilité 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 : Esther Lévesque

Équipe : 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.

© 2024 Centre d'études nordiques - Tous droits réservés