AXES DE RECHERCHE

AXE 1 - Circulation océanique et simulations numériques 

1.1  Impact des eaux douces sur la circulation estuarienne 
Dans le Saint-Laurent et l'Arctique, la circulation est calculée à des échelles très fines et en tenant compte des débits d’eau douce afin de comprendre le mélange des masses d’eau et des composantes biogéochimiques. Des simulations numériques seront mises au point pour produire un modèle hydrodynamique 3D qui pourra être appliqué à des scénarios climatiques et à des modèles d’écosystèmes.

1.2  Modèle régional de circulation dans l’Arctique
La réduction de la banquise et le réchauffement des eaux sont documentés pour l’Arctique par la corrélation à long terme entre les données de mouillages et les données satellitaires. Ces observations détaillées serviront de base à des modèles à haute résolution capables de prédire les fluctuations et les tendances des conditions de glace dans l’Arctique et pouvant être couplés aux modèles d’écosystèmes.
 

AXE 2 - Géodynamique océanique et côtière

2.1  Géodynamique côtière du Saint-Laurent
La dynamique sédimentaire est étudiée dans les marais littoraux du Saint-Laurent et les zones intertidales adjacentes afin d’approfondir la connaissance des mécanismes responsables de l'érosion des berges et des modifications de la morphologie littorale. Les travaux porteront en particulier sur le transport sédimentaire par les processus glaciels ainsi que sur les interactions entre l'hydrodynamisme, la végétation, la faune benthique et le transport sédimentaire.

2.2  Risques naturels en milieux côtier et sous-marin
Les événements catastrophiques tels que les tremblements de terre et les glissements sous-marins (risques naturels) menacent les écosystèmes marins et côtiers, incluant les ouvrages permanents au fond de l’eau ou le long des côtes et les communautés riveraines. Les divers phénomènes et la caractérisation de leurs signatures sont analysés en vue de mieux gérer les risques naturels, en prédisant leurs impacts potentiels et en proposant des méthodes d’atténuation de leurs impacts.
 

AXE 3 - Cycles biogéochimiques

3.1  Composante océanique du cycle global du carbone
Les flux de carbone océanique (dissous et particulaire) sont examinés dans le Saint-Laurent et dans l’Arctique canadien en combinant travail de laboratoire, échantillonnage en mer, télédétection et modélisation. L’équipe établira des liens entre les flux de carbone et les principaux processus physiques, photochimiques et biologiques pour contribuer à clarifier les relations entre la productivité des océans, les concentrations atmosphériques en CO2 et le climat.  

3.2  Échanges océan-atmosphère
Les mécanismes responsables de la production marine des gaz en trace, le sulfure de diméthyle (DMS) et l’oxyde nitreux (N2O), sont étudiés en fonction de leurs impacts sur le climat (formation d’aérosols, gaz à effet de serre). L’importance des apports éoliens en fer pour les cycles biogéochimiques océaniques est également évaluée. Des modèles biophysiques de production de ces gaz seront développés à partir d’échantillonnages dans le Pacifique nord, l’Atlantique nord, et l’Arctique canadien. 

3.3  Eutrophisation des marais côtiers et cycle de l'azote
Le milieu côtier subarctique est soumis actuellement à une augmentation des apports anthropiques d'azote et des changements du niveau de la mer. L’équipe cherchera à lier le cycle de l'azote provenant des marais et des affluents aux données hydrologiques, géochimiques et écologiques de l'estuaire. Elle pourra ainsi améliorer la compréhension du rôle des communautés nitrifiantes et dénitrifiantes dans le cycle de l'azote pour les marais subarctiques.

3.4  Hypoxie dans l'estuaire et le golfe du Saint-Laurent
Suite à la mise en évidence de concentrations anormalement faibles en oxygène dans les eaux profondes du Saint-Laurent, l’équipe développera des outils quantitatifs permettant de prévoir les changements dans les niveaux d'oxygène du Saint-Laurent et les impacts de ces changements sur les écosystèmes et les ressources marines.
 

AXE 4 - Fonctionnement et intégrité des écosystèmes marins arctiques et subarctiques

4.1  Impacts écologiques et évolutifs des changements climatiques sur le Saint-Laurent
Les différentes communautés (pélagiques, benthiques, oiseaux, mammifères) habitant des zones côtières hétérogènes ou les eaux du large seront analysées selon une approche à la fois écologique et évolutive. Les comportements, la physiologie, la productivité, la dynamique et la structure des populations et leur connectivité, les réseaux trophiques et leur stabilité, la génomique fonctionnelle, la biodiversité, les invasions biologiques seront les indicateurs utilisés pour estimer les réponses écosystémiques de même que les réponses des communautés face au changement climatique. 

4.2  Impact de la réduction du couvert de glace sur l’écosystème arctique
L’équipe vise à déterminer le lien spatio-temporel entre la couverture de glace et la production primaire saisonnière qui contrôle à son tour la maturité des écosystèmes, à la fin de la saison de production biologique. Les données seront récoltées par des missions en mer, un réseau d’observatoires autonomes (mouillages) à long terme, et un programme d’observations de la mer par satellite. Il s’agit de l’étude la plus exhaustive entreprise jusqu’à maintenant dans l’Arctique, couvrant l’hydrodynamisme et l’ensemble de l’écosystème pélagique (virus, bactéries, phytoplancton, zooplancton, poissons et mammifères). 

4.3  Aires marines protégées, bioconservation et génomique
La structuration locale et la dispersion à grande échelle des communautés sont analysées à l’aide de la théorie des systèmes complexes, la biogéographie, la génétique du paysage, l’analyse isotopique, la télédétection et l’acoustique marine. Les résultats de ces recherches permettront de proposer ou d’améliorer la réglementation concernant les aires marines protégées et la bioconservation des espèces menacées par l’industrie touristique, la navigation ou l’exploitation des stocks.
 

AXE 5 - Biotoxines, contaminants et santé humaine

5.1  Biotoxines marine
Les changements climatiques pouvant probablement affecter les floraisons d’algues toxiques (Alexandrium tamarense et Pseudo-nitzschia spp.) dans le Saint-Laurent, l’équipe met au point des modèles biophysiques pour identifier les facteurs clés responsables des floraisons et finalement prédire ces dernières. Les recherches portent également sur les aspects cliniques et épidémiologiques des intoxications toxiniques se produisant aussi bien dans le St-Laurent que dans le Pacifique (ciguatera).

5.2  Transfert des contaminants dans la chaîne alimentaire
Dans le Saint-Laurent, les recherches portent sur le transfert des contaminants anthropiques des sédiments, des particules et de la colonne d’eau vers les niveaux trophiques supérieurs (invertébrés, poissons, pinnipèdes et cétacés). Un modèle de gestion des contaminants dans le Saint-Laurent sera mis au point en collaboration avec le Parc Marin du Saguenay-Saint-Laurent. Dans l’Arctique, les mécanismes et le niveau de contamination des pinnipèdes et cétacés soumis à une chasse contrôlée seront étudiés en vue d’une meilleure gestion des stocks de ces espèces.

5.3  Océans et nutrition humaine
Les acides gras polyinsaturés d’origine marine (oméga-3) sont étudiés d’un point de vue biologique (transfert et métabolisme des oméga-3 dans la chaîne alimentaire, variations spatiales et temporelles) et d’un point de vue santé humaine (rôle de protection contre les maladies chroniques). Ces projets permettront d’estimer l’impact du changement de régime alimentaire, induit par les changements climatiques, sur la santé des autochtones du Grand Nord canadien.