Students & Postdoctoral Fellows

PhD in Océanographie

Biodiversité marine et espèces non-indigènes : les mécanismes écologiques, les échelles spatiales et l'importance des décisions de stratégie d'échantillonnage.

Optimal methods of early detection based on life history traits. By creating a set of general rules to detect AIS based on groups of life history traits, we aim to improve the timing and methods of management responses to invasions across regions and habitats of varying environmental and biological parameters. This will allow for maximum use of monitoring efforts and rapid reponse frameworks. Even where eradication is deemed unfeasible, early detection can allow managers to apply actions that slow the spread of AIS from invaded to uninvaded areas (e.g., by controlling population sizes or implementing quarantines).

PhD in Atmospheric & Oceanic Science

Impact des flux de chaleur verticaux sur le bilan massique de la glace de mer pour le Community Climate System Model (CCSM) version 3 et 4.

Avec le réchauffement climatique, la température de l'océan Atlantique nord se réchauffera. Cette eau plus chaude entrera dans l'Arctique via le détroit de Barents ou de Fram où elle plongera à environ 250 mètres. Cette eau plus chaude a le potentiel de faire fondre la glace de mer de l'océan Arctique. Certaines études montrent que les flux verticaux peuvent être très grands sous certaines conditions. D'autres recherches ont démontrés que l'océan Arctique est très stratifié et que les flux verticaux sont très petits voir négligeables. Mon projet de recherche s'intéresse à la circulation océanique verticale de l'océan Arctique en utilisant des simulations numériques climatiques de grande qualité. Le Community Climate System Model (CCSM) version 3 et 4 s'est imposé comme un des meilleurs modèles climatique pour simuler la glace de mer de l'océan Arctique.

PhD in Océanographie

Nutrient dynamics, nitrogen cycling and primary production in the Hudson Bay complex

This project will study the role that freshwater plays in the Hudson Bay marine and coastal systems. It will provide a scientific basis to separate the relative effects of climate change from those of hydroelectric regulation of freshwater on changing physical, biological and biogeochemical conditions in Hudson Bay. This research will inform decision-making by Manitoba Hydro with respect to existing infrastructure operations and planning for future development on the lower Nelson River in Northern Manitoba.

PhD in Océanographie

Effets sous-létaux sur la moule bleue des pétroles classique et non-classique dispersés chimiquement et physiquement en milieu marin froid.

Ce projet de recherche consiste à étudier les effets biologiques sur la moule bleue Mytilus edulis des dispersants chimiques (Corexit EC9500A et Finasol OSR52) et des pétroles bruts classiques (Heidrun, mer de Norvège) et non classiques (Access Western Blend et Cold Lake Blend extraits des sables bitumineux) dispersés physiquement et chimiquement. Le brut Heidrun est importé vers les raffineries de l'est du Canada alors que l'exportation des bruts AWB et CLB via les routes maritimes de l'Est devrait s'accroître. Le rôle des agents dispersants lors d'un déversement de pétrole en mer est de former des gouttelettes de pétrole de petite taille dans le but de diminuer rapidement la concentration des hydrocarbures dans le milieu impacté. La faible toxicité des nouveaux agents dispersants a été démontrée pour de nombreuses espèces aquatiques. Par contre, la combinaison dispersants + pétrole peut représenter une toxicité accrue pour deux raisons: d'une part, la diffusion des hydrocarbures solubles est amplifiée, et d'autre part, les fines gouttelettes de pétrole sont plus facilement assimilables par les organismes. De nombreuses études ont été réalisées sur les pétroles bruts classiques, mais la recherche sur la toxicité des pétroles bruts non-classiques dispersés commence seulement à produire des résultats. De plus, à notre connaissance, aucune information n'est disponible sur la toxicité des pétroles bruts non-classiques dispersés aux températures froide.

PhD in Océanographie

Synthèse et transfert de lipides à la base des chaînes alimentaires : réponses et capacités de résilience des producteurs et des consommateurs primaires face aux perturbations environnementales

Les transferts énergétiques à travers le réseau trophique sont essentiels au maintien de la biodiversité et à la stabilité des écosystèmes. Ces transferts dépendent notamment de la quantité de production primaire et de la valeur nutritive de la matière organique synthétisée par le phytoplancton. Parmi ces flux énergétiques qui traversent les réseaux trophiques, les lipides constituent la forme d'énergie la plus concentrée et certains acides gras essentiels, uniquement synthétisés par le phytoplancton, peuvent alors s'avérer d'une importance cruciale pour l'ensemble des niveaux subséquents de la chaine alimentaire. Dans un contexte de changements environnementaux, mon projet permettra d'évaluer l'effet de la température, du dioxyde de carbone dissout et du pH de l'océan, sur les transferts de lipides au cours des interactions trophiques. Des échantillonnages de phytoplancton et de zooplancton le long d'un gradient latitudinal entre le fleuve Saint-Laurent et le haut arctique apporteront une vision macro-écologique qui sera complétée par une approche expérimentale basée sur des perturbations du milieu qui devraient permettre d'évaluer la stabilité des voies énergétiques et de définir certains indicateurs de conditions environnementales.

PhD in Atmospheric & Oceanic Science

Prévisions régionales et saisonnières de la glace de mer dans l'océan Arctique

L'objectif du projet proposé est d'améliorer notre compréhension de la prévisibilité de la glace de mer dans un Arctique changeant, ce qui est essentiel à l'adaptation aux changements climatiques dans un environnement nordique. Le projet comporte trois volets : la prévision régionale saisonnière de l'étendue de glace de mer dans les mers périphériques de l'océan Arctique; la quantification des flux de chaleur océaniques provenant du Pacifique et de l'Atlantique Nord à partir de la variabilité interannuelle de la glace de mer dans les mers de Chukchi et Barents; et la prévisibilité de l'ensemble du système de glace de mer à une échelle temporelle saisonnière.

PhD in Océanographie

Étude des effets de l'accélération du retrait du couvert de glace et de l'acidification sur le phytoplancton de l'Océan Arctique

Nulle part ailleurs ne peut-on constater plus clairement les bouleversements induits par le réchauffement que dans l'Arctique. Ainsi, prédire les impacts des changements climatiques sur l'écosystème marin Arctique apparaît aujourd'hui comme une question aussi ardue qu'essentielle. L'objectif principal de mon projet vise donc à mieux comprendre et quantifier ces impacts sur le phytoplancton Arctique. Celui-ci est affecté directement par les changements de glace et des conditions physicochimiques de l'eau et se trouve à la base du réseau trophique. Nous ne savons pas comment ces changements à la base se propageront à travers le réseau trophique. J'utiliserai des modèles évolutifs de traits fonctionnels pour répondre à cette question. Concrètement, ces modèles conduisent à l'émergence de combinaisons de traits fonctionnels en réponse aux variables environnementales d'où émergent des communautés planctoniques adaptées aux divers environnements possibles. Ainsi, j'utiliserai dans mon projet le modèle évolutif DARWIN (MIT), lui-même forcé par les résultats du modèle de circulation Arctique CREG (Environnement Canada). Je développerai ce cadre de modélisation afin d'élucider le rôle des stresseurs environnementaux majeurs sur la dynamique future du phytoplancton Arctique. En particulier, j'étudierai les impacts (i) du retrait de la couverture de glace, (ii) de l'augmentation de la température et de la stratification et (iii) de l'acidification.

PhD in Océanographie

Étude de la rythmicité physiologique des microalgues diatomées en réponse aux variations de la photopériode et du spectre lumineux en Arctique<br />

En Arctique, l'activité des organismes, des microalgues (diatomées) aux humains, est fortement contrainte par la lumière. Les diatomées et les humains possèdent des dispositifs moléculaires permettant de synchroniser leur physiologie à l'environnement. Les diatomées possèdent notamment des photorécepteurs et un composant de la régulation circadienne ayant des caractéristiques animales. Les effets néfastes de l'environnement lumineux polaire sur la santé mentale humaine sont bien connus ainsi que la luminothérapie utilisant des lumières spécifiques pour les traiter. Afin de développer ces traitement, l'approche expérimentale utilisant des diatomées arctiques est la plus accessible et terme de cout et de temps. Les objectifs de cette étude sont d'utiliser les diatomées Arctiques pour 1) étudier l'effet de la photopériode et du spectre lumineux sur la rythmicité circadienne de la physiologie (des diatomées : photosynthèse, photoprotection, croissance), 2) définir des climats lumineux permettant l'entrainement de la rythmicité circadienne (« l'horloge biologique »), 3) faciliter leur application en luminothérapie. En parallèle ce projet renforcera notre connaissance 1) des composants de « l'horloge biologique » et des régulations géniques circadiennes des diatomées, certainement liés à leur succès écologique en Arctique, et sera aussi l'occasion 2) d'explorer la production différentielle de certains composés à valeur ajoutée en fonction des conditions lumineuses.

MSc in Oceanography

Télédétection des tourbillons méso-échelle de la mer du Labrador : influence sur la productivité primaire.

L'objectif est de caractériser les tourbillons et leur impact sur la variabilité interannuelle de la concentration de chlorophylle-a observable par satellite. La méthode préconisée emploiera de manière synergique les mesures satelliaires (altimétrie, température de surface, couleur de l?eau) et bouées Argo. Ce projet sur le role des tourbillons sur la productivité de la mer du Labrador sera réalisé dans le cadre du programme VITALS (Ventilation, interactions and transports across the Labrador sea).

PhD in Earth and Planetary sciences

The evolution of the Northern Hemispheric Ice Sheets over the last glacial cycle: interactions between ice sheet, sea level and the solid Earth.

My research mainly centres around the past dynamics and evolution of the North American Ice sheets and associated long-term sea-level changes. The mass exchange between ice sheets and water has global effects on the Earth?s rotation and gravitational field, and the solid surface, which in turn imparts a spatially non-homogenous sea-level change in a long-term timescale (~O4). In turn, the evolution of an ice sheet is impacted by the condition (e.g. slope) of the solid surface underneath the ice sheet and sea level near the ice sheet. North America has the history of the growth and ablation of major ice sheets, which have been contributing to long-term sea-level changes. I use numerical modelling as a tool to study the interactions between the North American Ice Sheets and the solid Earth and to reconstruct the dynamical history of the ice sheets over the last glacial cycle. My work can contribute to understanding the history of the global ice sheet and sea-level changes, constraining past ice volumes, which in turn will help to project future sea-level changes in this warming climate. <br /> <br />

PhD in Océanographie

Biogeochemical coupled modelling of Hudson Bay (Canadian Arctic ecosystem) to examine the influence of freshwater on Hudson Bay marine and coastal systems.

PhD project is part of a larger NSERC Collaborative Research and Development project<br /> (BaySys) that will examine the influence of freshwater on Hudson Bay (HB) marine and coastal systems.<br /> This project will focus on assessing the impacts of hydroelectric regulation and climate variability/change on the biological activity of near-shore and offshore areas of HB by the mean of a numerical model supported by a combination of existing knowledge of the summer/fall period and new data acquired during the spring-summer transition.<br /> The formulation and the parameterization of a biogeochemical ecosystem model of HB that was developed and validated mainly based on late-summer data will be refined. It will include the dynamics of both the sympagic (plankton associated to the sea ice) and the pelagic (plankton within the water column) systems, as well as their interaction, and important biogeochemical modules about pH/alkalinity and O2 dynamics.<br /> After the critical validation step, hydrological and oceanic forcing scenarios will be used with this coupled 3D bio-physical ecosystem model to predict plausible changes in the timing and magnitude of primary and secondary production associated to the sea-ice and within the water column of HB.

PhD in Biology

Ecology and function of Arctic ocean microbial populations and their role in carbon cycling

Le but principal de mon projet de recherche est de comprendre le role et l'écologie des populations microbiennes de l'océan arctique. En particulier, comment ces populations microbiennes transforment la matière organique et comment ces processus seront affectés avec les changements climatiques rapides actuels. Un aspect important du cycle du carbone est l'apport terrestre. En effet, en dépit du fait que l'océan arctique ne représente que 1% de la surface totale terrestre des océans, il reçoit 11% de la totalité de l'eau douce déversée dans les océans. Cela a pour conséquence que 33% des sources de carbone de l'océan arctique provient de sources terrestres. Il est donc primordial de comprendre comment cette matière organique est utilisée et transformée et de pouvoir prédire ces processus avec le réchauffement climatique.

MSc in Biologie

Présence de mercure et de molécules bénéfiques à la santé dans les aliments de la mer récoltés au Nunavik : mieux comprendre les liens entres les écosystèmes nordiques, l’alimentation et la santé des Inuits

En Arctique, les aliments de la mer récoltés localement (AML) occupent une place primordiale dans la culture et la subsistance des Inuit. La valeur nutritive des AML est étroitement liée à la lumière via la production photosynthétique de micro-algues, dont la biomasse constitue la principale voie d'entrée de l'énergie, des contaminants et de nombreuses molécules vitales ou bénéfiques dans le réseau alimentaire incluant entre autres les poissons et les mammifères marins. Ces molécules, comme le lipide IP25, pourraient aussi agir à titre d?indicateurs de la consommation des AML chez l?humain. Or nous ignorons la quantité et la proportion de ces substances dans les algues, le zooplancton, les AML et ultimement le sang des Inuit qui les consomment. Le présent projet vise donc à quantifiera ces substances dans les AML et le sang des Inuits en lien avec leur profil de consommation des AML dans le cadre de l'Enquête de santé Qanuilirpitaa 2017 et éventuellement étudier les liens avec certains enjeux de santé physique et mentale au Nunavik.

PhD in Océanographie

Molecular advances to understanding evolution and biodiversity of the genus Gersemia and Alcyonium in the polars and subpolars regions: Preliminary evaluation of the possible impact of climate change

Marine benthic ecosystems are experiencing rapid and pervasive changes in biodiversity specially in polar ecosystems, which many studies have showed this area to be highly vulnerable to the strong and evident climate change. To measure such impact on the benthos, field studies are necessary to document the current status of the threatened habitats. In this proposal, I will provide base information on the current status of the cold water soft corals Gersemenia rubiformis (Artic and Subartic) y Alcyonium antarcticum (Antartic and subantartic). The cold water soft corals as a study model are very interesting as they created conspicuous habitats associated with high biodiversity. The target species can be used to detect the effects of future anthropogenic and natural impacts in different marine environments and understand ecological and genetic traits associated with these species. This approach will be useful to detect processes such as population subdivision, speciation events and ecological adaptation. Our main goal is use this bi-polar analysis to assess the main factors that can explain the evolutionary patterns in cold water soft corals using a phylogeny and phylogeography and how this process could be affected by human activities or natural events comparing.

MSc in Oceanography

Les processus de seuils dans le fjord du Saguenay

Mon projet de maîtrise a débuté par la mission Sillex 2018 (Silex : Sill Experiment) dans le fjord du Saguenay. Ce dernier possède trois seuils situés à différentes profondeurs (C: ~120m, B: ~60m, A:~20m ),<br /> ce qui le divise en trois bassins (supérieurs : ~260 m, intermédiaire : ~150m et inférieur : ~200 m). L?estuaire est considéré comme le bassin extérieur (~160 à la tête du chenal): le système à l'étude comporte<br /> donc 4 bassins séparés par trois seuils. Puisque le fjord est fortement stratifié, les eaux de fonds sont renouvelées grâce aux ondes de marées.<br /> La manière dont les différentes masses d'eau sont transportées de part et d'autre des seuils et les phénomènes physiques engendrés par ces déplacements sont les processus de seuils.<br /> Ces processus sont turbulents et génèrent beaucoup de mélanges: instabilité de Keven Helmotz, créations de masses d'eau intermédiaires et génération d'ondes internes sont a priori, très présent dans<br /> la dynamique du fjord. Lors de la mission, plusieurs transects ont effectué sur chacun des seuils pour des périodes de ~25h pour les seuils B et C et ~12h pour celui situé à l'embouchure. L'objectif initial était de passer 25h<br /> sur chacun des seuils afin de voir passer deux cycles de marées complets. Trois différents instruments ont été utilisés pour l'analyse des processus de seuils, soit un ADCP (Acoustique doppler current Profiler), un écho-sondeur<br /> et un CTD (Conductivity, Tempature and Depth) puis un autre CTD monté sur un Scanfish.

PhD in Sciences de l'environnement

Light and Primary Producers Dynamics in a Subarctic Coastal Embayment: A Satellite-based Assessment

Embayments are geomorphological coastal features often associated with large population due to a combination of inherent characteristics, that also results in highly diverse and productive coastal ecosystems. Notwithstanding, a large suite of stressors, both natural and anthropogenic, occur within embayments, and the identification, quantifying, monitoring and management of them represents a challenge to scientists and policy- and decision-makers.<br /> Solar radiation propagation and distribution in the water column is a major driver of the ecosystem functioning, as numerous biotic and abiotic processes are light dependent, including primary production. However, the forcing agents of this interaction will occur in diverse spatial and temporal scales within a coastal embayment, and the choice of a methodology that can precisely address the scales of interest in this variability is mandatory.<br /> The goal of this PhD project is to understand how the light interacts with primary producers in a subarctic costal embayment and surrounding area, accessing both the abiotic and biotic parameters that drives this dynamic. A comprehensive in situ physical, biogeochemical and optical data and a suite of remotely sensed imagery will be used to achieve this goal and four specific objectives. Data analysis will be carried out in the optics of an ecosystem approach.

PhD in Biologie

Mise en relation de la physiologie avec la biogéographie de multiples populations de crevette Nordique (P borealis) afin de comprendre la sensibilité de l?espèce aux changements climatiques et globaux

La biologie et la physiologie des espèces marines sont influencées par les effets des changements climatiques et globaux : de la cellule à l?organisme individuel, puis à la population, pour en arriver à l?espèce. Les effets simultanés des changements des différents paramètres environnementaux tels que l?augmentation de la température, la diminution du pH et le phénomène de l?hypoxie sur les invertébrés marins sont de plus en plus connus. Cependant, la majorité des études se concentre sur un ou quelques aspects de ces effets, ne tenant pas compte de la vision intégrale chez l?organisme, qui demeure essentielle afin d?en comprendre la possible réponse plastique et adaptative. Dans un contexte plus ample s?introduit la Macrophysiologie, soit « l?étude de la variation des traits physiologiques sur l?échelle géographique et temporelle et les implications écologiques de ces variations », qui devient un outil fondamental lors qu?on travaille sur les espèces d?intérêt commercial car les populations peuvent répondre de manière très différente les unes des autres. Mon Doctorat vise à comprendre la sensibilité de la crevette Nordique (P borealis) face aux changements climatiques et globaux. Pour ce faire, les effets du réchauffement de l?eau, de l?acidification et de l?hypoxie seront déterminés sur le métabolisme énergétique de plusieurs populations situées le long de la côte Est du Canada. Cela sera possible en utilisant une vision intégrée qui mets en relation l?organisme à la cellule

PhD in Sciences de l'environnement

Intégration de données multi-sources et multi-temporelles pour la cartographie du continuum terre-mer des côtes sableuses en milieu tempéré froid.

Les enjeux liés à la dynamique des zones côtières sableuses sont aujourd'hui particulièrement importants du fait des problématiques associées à la hausse du niveau des océans, aux évènements météo-marins extrêmes, à l'occupation grandissante du territoire côtier ainsi qu'aux pressions sur les écosystèmes du littoral et leurs services écologiques. Le suivi et la compréhension de la dynamique des zones côtières, indispensables pour faire face à ces problématiques, sont en grande partie basés sur la réalisation de modèles numériques d?élévation (MNE) dont la qualité et la précision influent sur la capacité à modéliser les processus tels que les inondations ou l'érosion, mais aussi sur la capacité à mieux percevoir la dynamique spatiale et temporelle de ces milieux. Ce projet vise à mieux comprendre l'impact de l'utilisation de différents jeux de données de télédétection sur la précision des MNE, et ce pour différentes morphologies de plage et différents patrons d'échantillonnage. À cet effet, de nouvelles données seront acquises dans les zones bathymétriques de faible profondeur généralement difficiles d'accès grâce à une motomarine de conception spécifique. La disponibilité d'images satellites à haute résolution temporelle permettra également d'évaluer à une échelle spatio-temporelle plus large la dynamique des barres sableuses et la planification du suivi de ces secteurs en milieu tempéré froid.

MSc in Oceanography

Estimation de la production primaires en milieu littoral pour l'interprétation de la couleur des eaux côtières

Les eaux côtières sont d'une importance primordiale du fait de leurs rôles écologiques et économiques, ainsi que de leur vulnérabilité aux activités anthropiques et aux changements climatiques. Plusieurs raisons font que les zones côtières canadiennes ne sont pas toutes cartographiées ou suivies correctement. C'est notamment le cas de la péninsule de Manicouagan. Ce manque d'information peut être comblé par la télédétection hyperspectrale. Ce projet de maîtrise visera donc à estimer la productivité des différents groupes de producteurs primaires (zostères, macroalgues et microphytobenthos) de la péninsule de Manicouagan durant la période libre de glaces. Cela permettra la validation de l'imagerie optique et pourra servir, dans un second temps, à paramétriser des modèles de production primaire basés sur des données satellites.

MSc in Oceanography

Trajectoire d'eutrophisation de la zone côtière du Kamouraska : approches biologiques et physico-chimiques

L'eutrophisation côtière est une perturbation des eaux littorales induite par l'introduction massive d'éléments nutritifs (azote, phosphore) perturbant ainsi les équilibres naturels des écosystèmes. Ma maitrise portera sur la trajectoire d'eutrophisation des eaux côtières de la région de Kamouraska, grâce à des mesures combinées de paramètres physico-chimique, hydrogéochimiques et biologiques. Cette étude s'intègre dans le projet intersectoriel Odyssée St-Laurent "Expertise collective sur l'eutrophisation et la qualité des eaux côtières : vers l'appropriation des connaissances".

PhD in Atmospheric & Oceanic Science

Comprendre les causes de la désoxygénation dans l'estuaire du Saint-Laurent

Les observations des dernières décennies montrent une diminution dramatique du contenu en oxygène dissous de l'océan et des environnements côtiers. L'estuaire et le Golfe du Saint-Laurent ne font pas exception, avec une diminution sévère du contenu en oxygène des eaux profondes de l'estuaire maritime du Saint-Laurent, de 150 µmol/L dans les années 1930 à 60 µmol/L depuis 1985. Cette désoxygénation menace les écosystèmes locaux et la pêche. Les causes de la désoxygénation sont multiples, le Saint-Laurent étant assujetti à des changements locaux dus entre autre à l'eutrophication, ainsi qu'à des changements externes dus aux changements climatiques, via les eaux de l'Atlantique qui entrent dans le Golfe par le détroit de Cabot. Dans ce projet, nous tentons de comprendre le fonctionnement et l'ampleur des divers processus en cause afin d'évaluer l'impact de chacun sur l'état final d'oxygénation dans l'estuaire du Saint-Laurent.

PhD in Biologie

Détermination des mécanismes cellulaires sous-tendant les réponses physiologiques uni et transgénérationelles des espèces de différentes régions climatiques dans le contexte des changements globaux.

La combinaison du réchauffement global des océans et des phénomènes d’hypoxie menace le devenir de la biodiversité marine. Alors que l’importance de la plasticité phénotypique dans l’acclimatation des espèces aux changements globaux est maintenant largement supportée, les mécanismes impliqués demeurent peu connus. Une meilleure compréhension de ces mécanismes impose l’utilisation d’une approche intégrative, qui étudie les réponses cellulaires dans différents compartiments biologiques, et ce, à travers l’espace et le temps. De fait, il faut considérer d’une part que le potentiel plastique des espèces peut varier selon la distribution géographique en raison de l’adaptation locale. D’autre part, ces réponses peuvent varier selon les générations. C’est pourquoi mon projet de doctorat vise répondre à la question suivante : quels sont les mécanismes cellulaires et physiologiques impliqués dans les réponses uni et transgénérationnelles des espèces de différentes régions climatiques exposées à de multiples facteurs des changements globaux. Plus précisément, en exposant des espèces de différentes régions climatiques aux facteurs combinés de la température et de l’hypoxie, je vise à déterminer si (1) les espèces de différentes régions climatiques utilisent les mêmes mécanismes de réponses cellulaires et physiologiques et si (2) ces mécanismes varient d’une génération à l’autre. Ces données contribueront à modéliser les conséquences des changements globaux sur la biodiversité.

MSc in Gestion de la faune et de ses habitats

Plasticité protéomique de la crevette nordique (Pandalus borealis) face aux effets des facteurs combinés des changements globaux

Les changements environnementaux induisent chez les organismes une variété de réponses physiologiques contrastées. En nature, les organismes font souvent face à une multitude de stress environnementaux simultanément. Il est donc primordial d'utiliser une approche multifactorielle lors d'études écophysiologiques afin de représenter le milieu convenablement, et ainsi estimer avec plus d'exactitude la réponse des organismes en milieu naturel. Avec les changements globaux, les écosystèmes sont soumis à plusieurs types de pression. Au sein des écosystèmes marins, le réchauffement et l'acidification des océans sont les principaux facteurs qui impactent les organismes. Dans le cas de l'estuaire du Saint-Laurent, la désoxygénation des eaux ou l'hypoxie, fait également partie des facteurs importants à considérer. C'est dans ce contexte que s'inscrit mon projet de recherche, qui vise à évaluer les effets combinés de ces facteurs environnementaux sur la plasticité protéomique de la crevette nordique (Pandalus borealis) de l'estuaire du Saint-Laurent. L'utilisation des techniques de protéomique et d'enzymologie permettront d'évaluer leurs impacts sur la réponse physiologique de la crevette nordique, qui se trouve à être une espèce à forte importance écologique et économique à l'est du Canada.

PhD in Océanographie

Developing a new ocean color algorithm of the Pan-Arctic Ocean: A synthetic approach

First, a large in situ database will be built. Then evaluating presently available ocean color algorithms using the database build in the first step. After that, improving/developing an algorithm that is applicable to the Pan-Arctic Ocean will be done. Finally, the new algorithm will be applied to satellite imageries and examining the impact on estimates of primary production.

PhD in Océanographie

Approche par traits fonctionnels de l'écologie des copépodes arctiques et subarctiques

Dans les régions arctiques et subarctiques, le zooplancton est dominé par des copépodes du genre Calanus qui ont un rôle essentiel au sein des réseaux trophiques et pour l'export de carbone. Certains traits fonctionnels (taille, contenu lipidique, pigmentation) sont déterminants pour le fonctionnement des écosystèmes et sont quantifiables sur des images individuelles. À l'inverse de la taille, du mode d'alimentation ou de reproduction, la couleur est un trait encore peu étudié qui peut pourtant influencer les stratégies écologiques des organismes (protection des réserves lipidiques, sensibilité à la prédation visuelle, etc. ). Ce doctorat s'inscrit dans le projet CARDINAL financé par Sentinelle Nord et a pour but de définir un indice de coloration rouge sur des images individuelles de copépodes (plusieurs milliers d'images déjà disponibles provenant de différentes zones allant de l'Atlantique nord à la région Arctique). Par la suite, nous pourrons étudier la corrélation de cet indice de couleur avec d'autres caractéristiques importantes des copépodes (taille, contenu lipidique, stade de développement, espèce) et selon les conditions environnementales (disponibilités en nourriture, stress lumineux, etc.). Cette thèse apportera des informations nouvelles sur ces espèces clés, et pourra alimenter des modèles numériques basés sur les traits afin de mieux prévoir l'évolution des écosystèmes pélagiques de hautes latitudes, très sensibles aux changements climatiques.

MSc in Gestion de la faune et de ses habitats

Approches métabolomiques traitant la physiologie des espèces invasives d'invertébrés et leur congénères endémiques

L'effet destructeur écosystémique d'espèces invasives figure parmi les plus grands facteurs nuisant à la biodiversité globale. Mon projet se veut la mise en évidence de traces physiologiques sous-jacentes au succès observé chez une espèce d'invertébré invasive, contrastant celles de son congénère endémique. L'approche utilisée est celle des 'omics'.

PhD in Sciences de l'environnement

Variabilité dans les écosystèmes côtiers du Saint-Laurent et impact des aménagements de protection côtière

Le but est de mesurer les caractéristiques biologiques des habitats côtiers (biomasse, productivité, diversité) et de comprendre les facteurs physiques et anthropiques responsables de leur variabilité. Précisément, on aura à estimer des valeurs de biomasse, de productivité, de diversité, de stockage du carbone de divers écosystèmes, de ; ii) comparer les sites établis à ceux dégradés ; iii) d?établir des liens génétiques entre les populations des écosystèmes ciblés ; iv) évaluer l?impact des mesures de protection côtières sur les caractéristiques du système écologique côtier. À l?aide des campagnes de terrain et de simulations de divers scénarios d?aménagements côtiers et de conditions météo-marines, on tentera d?en prédire l?impact sur les communautés biologiques. L?étude, fait en collaboration entre quatre universités et des communautés des Premières nations, ciblera des sites de l?estuaire maritime du Saint-Laurent.

MSc in Ressources renouvelables

Dynamique temporelle de la productivité macroalgale intertidale du Saint Laurent

Les macroalgues sont à la base des écosystèmes rocheux médiolittoraux et créent des habitats favorables à une grande diversité d?organismes marins. Leur abrasion par les glaces dérivantes durant une partie de l?année structure ces communautés benthiques intertidales en enlevant une part de cette biomasse algale. Afin d?améliorer les connaissances sur l?impact et l?étendue de ces perturbations sur les écosystèmes côtiers, la biomasse, la productivité et le temps de résilience de ces macroalgues seront évalués sur plusieurs années. Mon projet prendra place sur la côte nord de l?estuaire maritime du St Laurent et permettra une meilleure compréhension du fonctionnement de ces écosystèmes. Mes objectifs seront, entre autres, d?évaluer la biomasse perdue suite à des évènements d?abrasion par les glaces, d?estimer le temps de recolonisation et la résilience des zones affectées ainsi que de mesurer la croissance de plusieurs espèces de macroalgues pour offrir un nouveau portrait de la dynamique du carbone généré par les milieux rocheux médiolittoraux.

MSc in Oceanography

Relation entre traits fonctionnels et fonctionnement global : le cas de communautés de zostère

En écologie, de plus en plus de travaux utilisent l'approche par traits fonctionnels lorsque vient le temps de caractériser les écosystèmes. Les traits fonctionnels sont des caractéristiques morphologiques, physiologiques ou comportementales des organismes qui régulent ou influencent le milieu dans lequel ils vivent et se développent. En observants ces caractéristiques, il est possible de classifier les espèces en groupes fonctionnels, ces groupes jouant un rôle déterminant au sein de l'écosystème. Bien que la diversité fonctionnelle soit fréquemment utilisée en écologie terrestre, c'est un outil encore peu exploité en écologie marine. Les herbiers marins sont des écosystèmes de choix pour de développer l'approche par les traits fonctionnels. Abritant une grande diversité d'espèces de poissons et d'invertébrés marins, ils sont entre autres, source d'alimentation, font office de pouponnières et de lieu de reproduction. De plus, ce sont des écosystèmes qui jouent un rôle majeur dans les cycles biogéochimiques côtiers. Divisé en deux grands volets, ce projet nécessite, d'une part, d'établir une liste des traits présents dans la communauté; d'autre part, il se penche sur des mesures expérimentales du fonctionnement de la communauté. Enfin, il sera possible de tracer les liens entre l'abondance et la diversité de traits fonctionnels et le fonctionnement global dans les communautés des herbiers de zostère.

MSc in Oceanography

Bioprospection d'un consortium nitrifiant en eau salée et à basse température

Mon projet de maîtrise vise à étudier la biodiversité des communautés microbiennes nitrifiantes du système marin du Saint-Laurent. La nitrification est un processus principalement biologique, permettant la dégradation de l'ammoniaque et des nitrites, dont les acteurs jouent un rôle primordial dans les milieux anthropisés. Outre leur rôle écologique, ils peuvent également trouver des applications dans le traitement des eaux usées pour retirer les polluants azotés. L'objectif des travaux de recherche de ma maitrise est l'exploration du potentiel des communautés nitrifiantes du système marin du Saint-Laurent à répondre efficacement à un enrichissement en azote de leur milieu. Mon projet permettra ainsi d'approfondir les connaissances actuelles des souches halophiles, psychrophiles et nitrifiantes issues du système marin du Saint-Laurent. Les travaux de recherche permettront également de développer notre compréhension du comportement des communautés microbiennes, à travers les changements dans leur composition, face à des concentrations d'azote croissantes lors de l'enrichissement.

PhD in Océanographie

Les glissements sous-marins dans l'estuaire du Saint-Laurent, Québec, Canada.

À l'est du Canada, la zone sismique de Charlevoix-Kamouraska/Bas-Saint-Laurent (CKBSL) a un aléa sismique pratiquement aussi élevé que les zones actives du Pacifique. Afin de pallier aux risques associés à ces séismes de forte magnitude (victimes, stabilité des infrastructures, glissements sous-marins et tsunamis), il est nécessaire d'améliorer la connaissance de l'aléa sismique de la région. Dans ce contexte, l'objectif principal de cette thèse de doctorat est de déterminer la fréquence des couches sédimentaires déposées rapidement tels que les glissements sous-marins et les turbidités recensés dans l'estuaire du Saint-Laurent. L'analyse des propriétés sédimentologiques, magnétiques, géochimiques, minéralogiques de ces couches permettra de dater ces évènements et de déterminer le mécanisme responsable de leur dépôt. Dans le cas où les glissements sous-marins seront directement reliés à l'activité sismique, la combinaison de ces données permettra d'obtenir la période de récurrence des séismes majeurs dans la zone sismique de CKBSL. Par ailleurs, une approche combinée théorique et expérimentale sera mise en place pour définir les probabilités de rupture des pentes les plus critiques sous l'effet des accélérations générées par des séismes de forte magnitude.

PhD in Sciences géographiques

Holocene environmental dynamics in the Bay of Sept-Îles.

My research aims to quantify environmental change in the Bay of Sept-Îles (BSI) during the late Holocene period. Sedimentary archives from the BSI will be analyzed using multi-proxy biogeochemical approaches to characterize the natural variability of various environmental variables, including sedimentation rate, temperature, and primary production. The results will allow us to assess how recent anthropogenic activities in the BSI have impacted its natural dynamics. The knowledge acquired will help guide the management of the BSI?s high-use geo- and ecosystems.

MSc in Biologie

Évaluation de l?impact des eaux usées sur la santé des écosystèmes marins arctiques : utilisation du microbiome de la moule bleue comme biomarqueur

Parmi les nombreux défis auxquels les communautés nordiques ont à faire face, la gestion limitée des eaux usées est une problématique complexe et préoccupante. Elle mène à des rejets dans les écosystèmes côtiers de quantités importantes de coliformes fécaux, de composés pharmaceutiques actifs tels que des antibiotiques et d?autres contaminants chimiques. De plus, ces rejets sont concentrés avec le dégel printanier et des décharges ponctuelles, et les conditions environnementales arctiques accentuent la persistance de ces contaminants dans l'environnement. Ils constituent ainsi une menace pour l?écosystème et la santé humaine dont la portée demeure méconnue. Afin d?en évaluer les conséquences, le microbiome de la moule bleue (Mytilus sp.) sera utilisé comme biomarqueur. En effet, l'état du microbiome témoigne de la santé de l'hôte, et par conséquent de l'écosystème. L?analyse du microbiome permet d?évaluer des perturbations du microbiome par les différents contaminants et de détecter des bactéries d?intérêt spécifique relâchées dans le milieu par ces eaux usées, telles que des bactéries dangereuses pour la santé. Ce biomarqueur sera tiré d?hémolymphe prélevée à l?aide de biopsie liquide et préservé sur des cartes FTA, technologie idéale en milieu éloigné. Cette nouvelle méthode, simple, peu couteuse en termes de matériel et de transport ouvre de nouvelles possibilités, comme l?établissement d?un suivi temporel assuré par la population locale.

MSc in Océanographie

L'écologie et distinction des niches des mysidacés de l'estuaire du Saint-Laurent.

Le complexe d’espèces Neomysis americana joue un rôle primordial dans les réseaux trophiques estuariens en termes d'abondance et de biomasse. N. americana domine le macrozooplancton dans la zone de transition estuarienne du Saint-Laurent. Il s’agit de deux espèces cryptiques, dont génétiquement différenciées, avec une ségrégation spatiale sur l'estuaire et le golfe du Saint-LaurentÉtant donné l’impact que ce complexe a sur les populations d’organismes qui ont comme source d’alimentation les mysidacés, la différentiation écologique de ce complexe acquiert grande importance. Telle différentiation touche plusieurs aspects de la dynamique de populations liée à ce maillon trophique dans le estuaire du Saint-Laurent. De la même manière, mon objectif de recherche est d’étudier et d’éclaircir la différentiation écologique de deux espèces cryptique de N. americana au long de l’estuaire.

PhD in Biology

The influence of Cu nutritional states on Cu bioavailability of Thalassiosira oceanica

Copper (Cu) is an essential inorganic element for phytoplankton growth which serves as a catalytic and structural cofactor of proteins involved in many biochemical pathways. Acclimation to variation in Cu concentrations is thus required for phytoplankton to maintain Cu homeostasis. The free ion activity model (FIAM) describes the relationship between phytoplankton growth and Cu concentrations, which is the bioavailability of Cu is related to the free cupric ion activity instead of total Cu concentration. Recent results show organically complexed Cu is bioavailable to marine phytoplankton. Indeed, Kong and Price demonstrate inorganic and organic complexes of Cu(II) (Cu-L) are reduced to Cu(I) at the cell surface by surface reductases of Cu-limited Thalassiosira oceanica. Cu(I) is subsequently internalized by the CTR encoded high-affinity Cu transport system. In this research, the bioavailability of organic Cu complexes and the influence of Cu chemical speciation on Cu acquisition mechanisms are investigated by manipulating the Cu nutritional status of T. oceanica by growing the cells under Cu-limiting (low Cu), and Cu-inhibitory (toxic Cu) conditions. Cu-L model is proposed that cell growth and biological effect of Cu-limited cells are the function of the Cu-L concentration. Reduction of Cu-L complexes by the reductase produces Cu+ which is assimilated by the CTR system. Inorganic Cu (Cu?) is still bioavailable and makes contribution to growth rate by either CTR pathway.

MSc in Biologie

Extraction de caractéristiques de copépodes arctiques via des images de LOKI

Mon projet est d'utiliser de l'apprentissage profond afin de pouvoir estimer ;la taille de la poches lipidique des copéepodes en arctiques. Plus spécifiquement, un réseau de neurones sera entraînée sur des images de LOKI afin de pouvoir tracer sur l'image la poche lipidique. L,objectif long terme serait de pouvoir diminuer le temps pris par les chercheurs à manuellement analyser les images de LOKI.

MSc in Océanographie

Rôle de la biodiversité du zooplancton côtier dans la zone d'importance écologique de l'estuaire du Saint-Laurent

L'objectif de cette étude sera de déterminer la structure et la dynamique des communautés zooplanctoniques côtière de l'estuaire marin du Saint Laurent, via une approche multidisciplinaire, couplant les diversités spécifique et des traits fonctionnels des communautés zooplanctoniques en relation à la variabilité saisonnière des paramètres physico-chimiques du milieu.

PhD in Atmospheric & Oceanic Science

Amélioration de la représentation de la glace de rive dans les modèles de glace de mer

Les modèles couramment utilisés pour reproduire le couvert de glace de mer en Arctique ont de la difficulté à reproduire adéquatement le couvert de glace de rive. Or, la glace de rive représente une portion considérable des mers périphériques de l'Arctique, et joue un rôle clé dans le climat Arctique, déterminant la position des polynies, protégeant les côtes et influençant les distributions de salinité dans l'océan. La présence de glace de rive constitue aussi un enjeux majeur pour la navigation dans l'Archipel Arctique Canadien, facilite le transport hivernal entre les communautés et offre un terrain de chasse essentiel pour les Inuits. Le projet vise donc à améliorer la représentation de la glace de rive dans les modèles de glace de mer en implémentant une paramétrisation basée sur une variété d'observations, dans le but d'améliorer la prédictibilité de sa formation et de son démantèlement. La formation et le démantèlement de la glace de rive dans les différentes mer périphériques de l'Arctique seront aussi analysés afin de mieux comprendre les paramètres qui régissent la variabilité inter-annuelle du couvert de glace de rive.

PhD in Océanographie

Contribution des kelps au stock de carbone bleu en zone boréale

Les forêts de kelps, algues brunes de la famille des Laminariales, sont très productives et largement distribuées en zone côtière. Elles sont actuellement considérées comme acteurs secondaires dans le recyclage et stockage de carbone océanique (carbone bleu). Leur grande accumulation de biomasse et leur croissance rapide permettent une importante fixation de carbone organique au sein même de certaines espèces longévives, qui pourrait ensuite être exporté et enfoui dans d'autres systèmes . La saisonnalité des mécanismes relatifs au piégeage et stockage de carbone reste peu explorée, limitant la compréhension des contraintes environnementales sur le carbone bleu, particulièrement dans les systèmes marins boréaux soumis aux glaces hivernales. De plus, estimer l'efficacité actuelle de stockage des écosystèmes carbone bleu est essentiel pour évaluer leur rôle dans l'atténuation des changements climatiques. Prédire l'évolution de leurs capacités futures de stockage et des processus liés à ce phénomène sont primordiales pour une vision à long terme de ce moyen de mitigation. Le projet se concentre sur l'évaluation de la contribution des kelps des zones boréales au stock de carbone bleu. Les dynamiques saisonnières, les bilans de carbone et les réponses à divers scénarios de changements climatiques liés aux kelps en zone boréale sera étudié sur deux espèces de kelps présentes dans le système du Saint-Laurent et d'intérêt aquacole au Québec :Saccharina longicruris et Alaria esculenta.

MSc in Oceanography

Dynamique du CO2 dans le système côtier de la Baie de Kamouraska

Les écosystèmes côtiers ont longtemps été pensés résistants à l'acidification des océans, étant déjà soumis à de grandes fluctuations de la chimie des carbonates dans les eaux littorales. Cependant, les eaux côtières sont sous l'influence de nombreux facteurs biogéochimiques, tels que les apports d'eau douce des bassins versants, l'érosion des carbonates marins ou encore la productivité des écosystèmes, qui amplifient les variations de pH . ). Ces facteurs peuvent agir de manière directe sur la chimie des carbonates ou de manière indirecte, en impactant le bilan carbone des écosystèmes. La dynamique biogéochimique côtière est donc régie par des échanges complexes entre continent, océan et atmosphère, dont beaucoup sont affectés par des processus anthropiques locaux. L'objectif de mon projet de maîtrise est de déterminer la dynamique du CO2 dans le système côtier de la Baie de Kamouraska. Plus spécifiquement, nous souhaitons 1) documenter la variabilité saisonnière de la chimie des carbonates (pH, alcalinité, concentrations en carbone inorganique dissous) en fonction des apports par la rivière Kamouraska; 2) déterminer l'origine du carbone inorganique et de l'alcalinité dans ces eaux; 3) déterminer la trajectoire de pH des eaux côtières de la Baie de Kamouraska pour mettre en lumière des problématiques d'acidification côtière et d'eutrophisation et 4) sensibiliser les acteurs du territoire aux causes et conséquences de ces phénomènes côtiers.

MSc in Oceanography

Titre provisoire: Physique de la glace saisonnière en zone marginale

L?étude de la glace saisonnière en Arctique et dans le Saint-Laurent en zone marginale. En bonifiant la littérature actuelle avec de nouvelles mesures et en élaborant une ébauche de modèle physique, un des objectifs du projet est de quantifier les interactions vagues-glace. L?élaboration d?une nouvelle méthodologie de mesure de l?épaisseur de la glace se fera à l?aide de la paramétrisation et l?intégration d?un conductivimètre. Cette mesure est critique à la compréhension de la dynamique de la dynamique de la glace de mer. L?épaississement se faisant majoritairement par compression, sans changement de densité, la force provenant des vagues y est inévitablement reliée. Les interactions vagues-glace seront donc étudiées selon l?effet des vagues sur la taille des flots (fracture de la banquise) et sur les forces de flottabilité et de friction interne dans la glace (épaisseur et compression). L?effet des vagues sur la formation de frasil (veines de Langmuir) pourrait aussi entrer dans le cadre d?étude du projet.

PhD in Océanographie

Biodiversity, distribution and biomass of zooplankton and fish in Hudson Bay

The Hudson Bay is a large body of water that extends into northern Canada. It has a large drainage basin resulting in low salinity levels throughout the bay and is relatively shallow giving it arctic characteristics even though it is below the arctic circle. Not many studies have been conducted on the marine fauna of the Hudson Bay and this project aims to characterise the zooplankton and fish species of this region. Data collected during previous (namely 2005 and 2010) and future expeditions aboard the CCGS Amundsen will be used to understand the ecosystem of the Hudson bay and the variations within it. Data from trawl and acoustic samples complement each other to form a detailed picture of the biodiversity in the bay. Furthermore, there are two main stressors that are affecting the Hudson Bay ecosystem and that is climate change and changes in flow of fresh water due to hydroelectric power plants. Consequently, changes over time in species diversity and abundance will also be studied.

PhD in Océanographie

Mécanismes physiologiques et moléculaires impliqués dans la survie de Fragilariopsis cylindrus (diatomée polaire) à une période d'obscurité prolongée.

Bien que d'une importance cruciale pour de nombreux phototrophes, les mécanismes physiologiques et moléculaires fondamentaux qui permettent leur survie pendant de longues périodes d'obscurité restent obscurs. Les diatomées, organismes eucaryotes photosynthétiques océaniques dominants, et plus particulièrement Fragilariopsis cylindrus (diatomées pennées polaires dont le génome a été séquencé) servira de modèle pour caractériser l'état physiologique, cellulaire, génomique, épigénomique et métabolique de cellules pendant une période d'obscurité prolongée et au retour de la lumière. Les expertises et spécialités complémentaires (culture des espèces polaires, optique, photochimie, biomoléculaire) des deux équipes impliquées dans le projet (Takuvik (Université Laval, Québec) et l'équipe Génomique des Plantes et Diatomées (IBENS, Paris)) devraient nous permettre d'identifier les principaux mécanismes adaptatifs utilisés par les diatomées. Des transitions réalistes des conditions de lumière de l'automne au printemps seront simulées pour faire pousser F. cylindrus dans des bioréacteurs spécialement conçus dans des conditions de températures froides et nutritives stables.

PhD in Biophotonic

Étude des propriétés de fluorescence, absorbance et réflectance des algues benthiques en milieu arctique dans le but de développement d'un système à détection LiDAR

Le but cette recherche est de développer et rassembler les connaissances et outils nécessaires en optique marine à une caractérisation plus exhaustive et à grande échelle de la présence et répartition des algues benthiques en Arctique. Suivant les effets des changements climatiques observés en Arctique, soit par une hausse des températures et fonte des glaces, les algues ont davantage accès à la lumière et semblent représenter une proportion plus importante dans les communautés benthiques côtières. Mon projet ciblera davantage le phytobenthos (micro et macroalgues), mais sera applicable aux recherches sur les algues sous-glace. Initialement, nous visons à caractériser la fluorescence et absorbance des macroalgues de région tempérée-froides - arctiques. Ces informations permettront de cibler les approches possibles quant à la détection via LiDAR (Light Detection And Ranging), soit par la fluorescence suite à une excitation laser, soit par absorption différentielle, ou une combinaison d'approches sous étude. Parallèlement, il faudra étudier les propriétés de réflectance (BRDF) des substrats arctiques (macroalgues, microphytobenthos, autres substrats) en vue de rendre possible l'interprétation des signaux reçus via le système de photodétection intégré au LiDAR. Ultimement, nous seront en mesure d'amorcer des tests en eaux libres et même débuter des travaux d'études sur la présence, abondance et répartition d'algues benthiques et de glace en milieu Arctique à grande échelle.

MSc in Oceanography

Distribution spatio-temporelle des vagues en milieu côtier arctique et subarctique, étude de deux secteurs au Nunavik

Durant l'hiver, la glace de mer joue le rôle d'agent protecteur : en atténuant l'énergie des vagues et en réduisant le fetch, elle limite l'exposition du littoral aux actions des vagues, et sa diminution augmentera l'érosion côtière. Mais avec les changements climatiques à venir au cours du XXIème siècle, le couvert de glace tend à diminuer. La région du Nunavik connaît actuellement un réchauffement sans précédent avec une diminution de la durée du couvert de glace à un rythme d'environ 1,0 jour/année. L'objectif principal de ce projet est de décrire la distribution spatio-temporelle des vagues en milieu côtier arctique et subarctique pour deux secteurs au Nunavik, à Kuujjuarapik et Quaqtaq, situés respectivement dans la baie et le détroit d'Hudson. On utilisera la modélisation afin d'évaluer les climats de vagues et les risques d'érosion côtière au cours du XXIème siècle dans un contexte de changements climatiques.

PhD in Sciences de l'environnement

Identification et développement de mesures de protection côtière pour augmenter la résilience des communautés côtières dans un contexte de changements climatiques

Le projet de recherche s'insère dans un contexte où les changements climatiques entraînent une augmentation de l'érosion et de la submersion côtière et où les structures rigides de protection côtière ont entraîné une augmentation de l'érosion des plages. Il vise à développer des solutions d'adaptation qui tiennent compte de la dynamique côtière, des changements climatiques et des besoins exprimés par les différents acteurs locaux et régionaux de l'Est du Québec. La démarche du projet vise à formaliser les concepts et la dynamique des interactions des systèmes socio-écologiques côtiers afin d'identifier des mesures de protection côtières adaptées aux contextes locaux tant sur le plan de la gouvernance, de la dynamique côtière que des aspects sociaux, économiques, culturels, écologiques et environnementaux. La démarche du projet est divisée en deux parties exécutées simultanément, soit analytique et technique. La partie analytique vise à développer un outil d'identification de mesures de protection côtière en s'appuyant sur une évaluation de l'impact des mesures de protection côtières sur des indicateurs géomorphologiques, hydrosédimentaires, écologiques et sociaux du système socio-écologique. La partie technique vise à modéliser numériquement l'effet à court, moyen et long termes des mesures de protection côtières sur la dynamique hydrosédimentaire de 4 secteurs jugés représentatifs des conditions hydrosédimentaires, morphologiques et socio-écologiques de l'Est du Québec.

PhD in Océanographie

Impacts of Seasonal and Interannual Oceanographic Processes on Phytoplankton Primary Production and Phenology in Hudson Bay System

The main objective of this project is to investigate the phytoplankton dynamic in Hudson Bay System<br /> (HBS) from a remote sensing perspective. A better understanding of climatic changes and river regulation impacts requires a deepen knowledge about processes regulating phytoplankton biomass, net primary production, and its phenology. The ocean's trophic food web is fully dependent on the phytoplankton primary production, likewise critical for the whole Hudson Bay sea life. This Ph.D. proposal reviews vernal bloom hypothesis and provides a detailed description of how pre-conditions and their seasonal variability can determine phytoplankton production in HBS. I hypothesized that the timing of the thermodynamic stages of sea-ice, i.e. the melt pond onset and the drainage onset, are the main drivers explaining the phenological patterns of phytoplankton bloom we can be observed from space. Specifically, the length of the melt pond season is thought to explain whether the spring or summer bloom occurs under the ice pack or in open waters along the marginal ice zone. In contrast, fall blooms are driven by mixing processes, out of which heat fluxes reversal (from positive to negative, or ocean cooling) is the main driver of the fall bloom initiation. For that, we systematically evaluate and understand the phytoplankton ecology a multi-satellite and multi-sensor approach.

MSc in Oceanography

Réponses écophysiologiques des zostères à la fluctuation des nutriments et aux conditions lumineuses dans la colonne d'eau et les sédiments sur la côte est de la Baie James

Ce projet d'étude a pour objectif d'évaluer les réponses écologiques et physiologiques des herbiers marins de zostères sur la zone côtière de la Baie James en considérant certains facteurs environnementaux limitants à leur productivité comme les nutriments et la lumière. La baie James est influencé par un réseau côtier de rivières ayant un fort impact sur les conditions environnementales des herbiers. L'un des buts de cette étude est de comprendre si la présence de barrages hydroéléctriques a un effet sur le débit et l'apport d'eau douce dans la baie et hypothétiquement si ces changements auraient une influence sur la productivité des herbiers. La biomasse et la productivité photosynthétique des plantes aquatiques sont des indicateurs de leur santé et ces proxys seront mesurés en prenant en compte la fluctuations des nutriments par des mesures de contenu nutritif dans les feuilles et dans la colonne d'eau ainsi que dans le rhizome et les sédiments. De plus la teneur en chlorophylle a dans les feuilles et d'amidon dans le rhizome permettrait une vue plus précise de l'état actuel physiologiques des zostères de la baie James. La lumière étant posé comme le facteur limitant majeur, la quantité de matière particulaire en suspension permettrait de donner une évaluation de l'opacité de l'eau en association avec sa turbidité et ainsi donner une caractérisation de l'environnement lumineux des herbiers de zostères.

PhD in Océanographie

Balance and imbalance as seen in numerical and dynamically-inferred sea surface altimetry data in the St. Lawrence estuary

Le futur satellite SWOT (Surface Water Ocean Topography), dont le lancement est prévu en avril 2021, devrait fournir des observations de SSH (Sea Surface Height) à haute résolution (~10 km) et permettre de diagnostiquer les vitesses verticales quasi-géostrophiques (QG) jusqu’aux plus grandes sub-méso échelles. Or, les observations de la SSH fournies par SWOT seront contaminées par des signaux d’ondes internes dont les échelles sont semblables à celles des processus QG à méso et sub-méso échelles. C’est dans ce contexte que ce doctorat cherche à caractériser la contribution des processus à méso-échelle et des ondes internes aux variations spatio-temporelles de l’élévation du niveau de la mer. En attendant la disponibilité des données de SWOT, les données de radars hautes-fréquences et de modèles numériques de la circulation océanique dans le Saint-Laurent seront utilisées.

MSc in Biologie

Caractérisation des communautés benthiques du fleuve Saint-Laurent

Importants maillons de la chaîne alimentaire, les macroinvertébrés benthiques sont reconnus comme d'excellents indicateurs de santé des écosystèmes aquatiques. Dans la portion fluviale du Saint-Laurent, les macroinvertébrés sont fortement exposés à des pressions anthropiques (dragage, pollution et activités portuaires, etc.) ou à des pressions naturelles (vitesse des courants, dérèglement climatique, etc.). Étant donné l'importance des communautés benthiques sur le plan écologique, ce projet a pour but de caractériser la composition benthique, la distribution spatio-temporelle et la relation avec les déterminants anthropiques et environnementaux dans le fleuve Saint-Laurent. Dans le cadre du plan d'action sur le Saint-Laurent, ces résultats nous permettront d'établir un suivi de l'état santé des communautés benthiques et d'établir des plans d'actions à moyen et long terme.

MSc in Atmospheric & Oceanic Science

Seasonal forecasting of Arctic sea ice extent using observations: June reflected solar radiation and late winter coastal divergence

My project looks at two parameters with predictability for Arctic sea ice minimum extent. First parameter is reflected solar radiation (RSR) in June that reflects surface albedo conditions. Through the positive feedback process in open water areas, June RSR has significant correlation with September minimum sea ice extent. Second parameter is late winter coastal divergence. Coastal divergence exposes open water areas that form sea ice. If this happens in late winter, the new ice will not have sufficient time to grow thick enough to survive the upcoming melt season. By using Lagrangian tracking of ice tracers, I quantify the area of coastal divergence in late winter and its correlation with September minimum sea ice extent. My analyses are done for each peripheral sea.<br /> In the forecasting world, increasing lead-time is favourable. RSR has respectable predictability for September minimum sea ice extent with 3 months lead-time. We compare the predictability of coastal divergence with a longer lead-time as it is integrated from late winter until spring. We are also curious to see if we can combine late winter coastal divergence with other sea ice melt drivers in winter and spring to improve predictability. This project will contribute to better understanding the physical mechanisms responsible for sea ice melt and improving climate model projections of Arctic sea ice conditions.

MSc in Biology

Impact de stresseurs environnementaux sur les relations biodiversité - fonctions écosystémiques de communautés de moules à différents stades de successions

Les moules du genre Mytilus agissent comme espèces fondatrices dans les milieux côtiers de l?Estuaire et du Golfe du Saint-Laurent. En s'agrégeant, les moules modifient leur habitat et forme des communautés diverses d'espèces benthiques. Ces populations de moules sont cependant soumises à des événements de successions à l?échelle locale. De plus, certains stresseurs environnementaux comme l?ajout de nutriments ou la salinité affectent les fonctions écosystémiques ainsi que la biodiversité des écosystèmes de moules. Il est donc impératif de considérer le dynamisme (successions) de ces écosystèmes dans l?étude de l?impact des stresseurs environnementaux sur les relations biodiversité ? fonctions écosystémiques qu'ils comprennent. C?est par l?observation de l?effet de différents stresseurs (i.e. salinité, ajout de nutriments, température) sur des parcelles de moules installées au long du Saint-Laurent et soumises à différents traitements, qu?il sera possible de catégoriser la réponse dynamique de cet écosystème. Cela permettra d?approfondir les connaissances sur ces communautés côtières fondamentales et de raffiner les modèles utilisés dans différents contextes de conservation des milieux régis par des dynamiques de successions.

MSc in Oceanography

Le zooplancton au centre du transfert trophique entre les ressources et les consommateurs

Les copépodes, le groupe absolument dominant du zooplancton joue un rôle primordial dans les réseaux trophiques mondiaux en constituant le lien trophique entre la production primaire et les poissons. Cependant, on ignore comment la diversité et la dynamique des copépodes affectent le flux d'énergie des producteurs primaires aux espèces fourrages dans la zone de transition estuarienne (ZTE) du Saint- Laurent, qui représente une pouponnière et un site d'alevinage cruciale. E. affinis, l'espèce pivot dans la ZTE, est l'une des principales proies des mysidacés, des premiers stades de développement de l'éperlan et du bar rayé. De plus, il est en fait un complexe d'espèces cryptiques composé de plusieurs clades génétiquement différenciés, mais sans caractères morphologiques distincts. Afin de mieux comprendre l'importance écologique de ce complexe pour le fonctionnement de l'écosystème de la ZTE, ce projet vise à évaluer le transfert d'énergie de chaque espèce cryptique aux mysidacés et aux larves de poissons. L'approche scientifique inclut l'échantillonnage sur le terrain, les analyses des contenus stomacaux et des analyses moléculaires.

MSc in Oceanography

Identification des facteurs d'inhibition dans la détection de matériel génétique dans les sédiments marins

L'ADNe désigne le matériel génétique collecté dans l'environnement et peut représenter l'empreinte de la biodiversité du milieu. L'ADNe est utilisé pour la détection indirecte et non invasive d'espèces. Elle réduit les impacts sur les espèces en péril et peut améliorer la détection d'espèces rares. Les méthodes de détection d'ADNe pour les espèces envahissantes sont en voie de devenir une approche indispensable pour une détection précoce afin de limiter les couts associés à présence. Ce projet issu d'une collaboration entre l'institut des Sciences de la mer de Rimouski et l'institut Maurice-Lamontagne caractérisera i- l'effet de trois types de facteurs abiotiques (c.-à-d. granulométrie, métaux et composés chimiques) sédimentaires inhibant la détection d'ADN sous conditions contrôlées en laboratoire et ii- les interactions entre ces facteurs dans des sédiments provenant de sites affectés ou non par des activités anthropiques. La caractérisation des trois types de facteurs abiotiques se fera à l'aide des appareils de chimie analytique (p. ex. spectroscopies UV, à émission atomique). Les effets des facteurs abiotiques et de leurs interactions seront dosés à l'aide d'ajout d'ADN synthétique avant la quantification en temps réel de l'amplification en chaine par polymérase (qPCR). Les résultats obtenus permettront d'identifier des facteurs d'inhibition de réactions qPCR, un problème identifié dans de nombreuses études d'ADN,

PhD in Sciences géographiques

L?évolution spatio-temporelle de la mise en place des dépôts proximaux sur une marge continentale glaciaire en fonction des eaux de fontes.

Mon projet de doctorat vise à mieux comprendre les divers processus de mise en place des dépôts et les architectures résultantes d?une marge glaciaire.<br />Des recherches antérieures ont montré que le transport de sédiments le plus efficace sur notre planète était les calottes glaciaires et les mouvements de masse sous-marins. Il est donc primordial de bien comprendre les divers processus de mise en place des dépôts et déterminer les architectures sédimentaires en résultant. En étudiant les différents régimes thermiques des glaciers, il est possible de relier les eaux de fonte aux dépôts mis en place.<br />L?étude des carottes sédimentaires ainsi que des données sismiques provenant de Home Bay (Canada), va permettre de mieux comprendre : 1) la position de la marge glaciaire le long de la pente continentale ; 2) les processus glaciaires prédominants en observant les différents faciès sédimentaires ; 3) la chronologie de mise en place des dépôts dans cette région.

PhD in Biologie

Dynamics of coastal marine ecosystems: comparison of species interactions in northern and southern hemispheres

Communities of algae and marine fauna are important components of coastal ecosystems, serving as models for studies of community function and structure and the experimental investigation of physical and biological factors that control relationships between species. In this sense the research that I seek develop is related with biodiversity and macroalgae interaction, specifically marine invertebrates in polar and sub-polar environments. Through detailed methods of in situ sampling I will assess distribution patterns, determining the association between types of subtidal habitats and associated marine invertebrate communities. With this information, I will attempt to identify the different species interactions associated with the availability of drift algae relative to existing macroalgal canopy. Although the nature and level of impact of drift and canopy depends on the morphology, longevity and seasonality of algae and currents (drift), studies illustrate the relevant association with the assembly of marine invertebrates. However, it is necessary to conduct field and lab experiments for elucidating the exact causes of the observed associations. This knowledge will make better predictions against impacts and anthropogenic and natural disturbance on species diversity.

MSc in Oceanography

Rôle potentiel du mouvement des calottes glaciaires sur le pompage de flux de chaleur sous-marins et le déclin rapide de la glace arctique

Le but de cette recherche prend source dans la disparition accélérée de la glace arctique par rapport au modèles théoriques tels que le Global Climate Model (GCM). Plusieurs hypothèses sont présentes pour expliquer cet écart, mais nous nous concentrerons principalement sur l'effet du mouvement des calottes glaciaires entre-elles du au cisaillement et à leur dispersion. Ce forçage sur la couche supérieure induirait un pompage d'Ekman assez fort qui aurait la capacité de ramener les eaux chaudes de profondeur de la mer arctique vers le haut de la colonne d'eau. Cette eau chaude participerait ensuite à la fonte accélérée des glaces, ce qui produirait une mouvance plus importante et accentuerait le pompage de manière rétroactive. Des modèles à grande échelle et à petite échelle furent proposés, mon projet s'orienterait ainsi vers l'union et la comparaison de ces deux échelles. L'étude de ce phénomène de manière numérique nous permettra de raccourcir les incertitudes et de fournir un modèle bien plus utile.

PhD in Biology

Roles and consequences of cumulative disturbances on the structure and function of coastal benthic assemblages of the St Lawrence system

This project aim to elucidate the effects of biotic control by the consumers ("top- down") or by the primary producers (" bottom- up") in situation of multiple perturbations which will allow to better understand the establishment and maintenance of communities. The general objective of this project is to characterize the response in abundance structure and in terms of benthic communities in the face of various disturbances and environmental stress. This project will assess, among other things, whether the facilitating properties or protective roles of the structuring species on the associated species are maintained in the presence of disturbances.

PhD in Sciences de l'environnement

"Inversion of Hyperspectral ocean-color data in optically shallow waters: A Bayesian Approach"<br />under the mother project named "WISE-Man"

Hyperspectral remote sensing (HS) can be used to retrieve shallow water optical properties through inversion of semi-analytical (SA) solutions of radiative transfer. Many input combinations that are distinctively different from each other, (inherent optical properties and boundary conditions) can produce very similar HS reflectance, R_rs. As a result, retrieval of input parameters from R_rs through mathematical inverse modeling can lead to completely different results than of actual scenario. It is referred to problem of ambiguity in inversion problems. My PhD aims to build a shallow-water SA model that limits ambiguity problem in HS inversion. The model at first estimates R_rs generated from elastic scattering part of the light interaction with water column. Next, it also estimates R_rs generated by chlorophyll-a fluorescence and subtracts it from total observed R_rs by a hyperspectral sensor named WISE, in order to correct for inelastic scattering. The corrected R_rs is then input to developed SA model and inverted in a Bayesian MAP framework to retrieve algal and non-algal particulate concentration, water column bathymetry and benthic composition. These outputs of the model are calculated as posteriori probability distributions with maximum likelihood of occurrence based on prior distribution of in-situ bio-optical data. Expectation and covariance of the posteriori distribution for retrieved parameters are computed for each pixel to calculate uncertainty estimates.

MSc in Atmospheric & Oceanic Science

Sea ice mass balance, vertical ocean heat flux & surface ocean stratification in the Community Earth System Model - Large Ensemble

Mon projet se penche sur la paramétrisation des fluxes verticaux de chaleur océanique à petite échelle. Une meilleure paramétrisation permetterait de mieux représenter la stratification dans la colonne d'eau. La salinité et la température proche de la surface sont des facteurs importants pour la fonte de la glace de mer. En utilisant les données du Community Earth System Model - Large Ensemble, j'étudierai le transport de chaleur dans l'océan et son effet sur la fonte des glaces.<br />

MSc in Oceanography

Analyse des propriétés optiques et isotopiques de la matière organique dissoute de différents transects de la fonte du pergilisol dans la zone cotière du Delta MacKenzie.

Analyse des propriétés optiques (absorbance et fluorescence) et isotopiques de la matière organique dissoute contenue dans des systèmes de pergélisol côtiers du secteur de la péninsule de Tuktoyaktuk, dans le nord des Territoire du Nord-Ouest, plus précisément en zone côtière de Delta MacKenzie. La fonte de ce pergélisol a un impact important sur la qualité de l'eau des océans et est vitale pour les communautés qui en dépendent.

MSc in Oceanography

Spatio-temporal variability of salinity at the Eastern James Bay eelgrass Bed<br />

La Baie James est une baie peu profonde qui prolonge la baie d'Hudson vers le sud au Canada. Elle abrite la zostère marine importante pour la biodiversité et les populations locales. Cependant, depuis les années 1990, nous assistons à une baisse de ces halophytes dans la Baie. L'hypothèse prédominante formulée a été celle d'un stress physiologique lié à une baisse de la salinité des eaux côtières plus particulièrement dans le panache de la Grande rivière tributaire à l'augmentation du débit suite à la mise en place du complexe hydro-électrique (Lalumière, 2002). Tous ces travaux d'aménagements combinés aux variations climatiques ont entrainé des changements spatio-temporels importants dans les approvisionnements en eau douce ainsi que sur les mécanismes de circulation au sein de ces estuaires. Face à l'insuffisance des travaux et de données dans la zone, la compréhension des mécanismes de variations de salinité dans ces estuaires est peu comprise ce qui limite toute action s'inscrivant dans l'adaptation-mitigation. Ainsi, Comment se structure la circulation (stratification, modes verticaux, etc.) dans la Baie James et dans le panache ? Quels sont les facteurs principaux qui modulent cette circulation et de quelle façon (couverture de glace, budget thermique, vents, forces, etc.) ? Peut -t-on dire que la dynamique de la circulation dans cet estuaire a été modifié depuis la mise en place du projet hydroélectrique ? A quoi pouvons-nous nous attendre dans les prochaines années ?

PhD in Atmospheric & Oceanic Science

Heat pathways in the Arctic, mesoscale eddies and interaction with the sea ice

I will disucss the role of Arctic mesoscale eddies in determining the heat pathways in the Arctic and their influence on the sea ice melting. I'll use model outputs and we will adress the question weather the small scale resolution of models in critical to correctly represent these eddies and heat pathways in the Arctic.

MSc in Biologie

Analyse quantitative du degré de préservation des pigments algaux et bactériens dans les sédiments de surface de la baie de Sept-Îles

Mon projet consistera principalement à évaluer l?utilité des pigments sédimentaires comme indicateur paléoécologique dans la région de la Côte-Nord, dans le Golfe du St-Laurent en déterminant leur degré de conservation. Pour ce faire, je vais comparer deux ensembles de données : un ensemble sur les pigments se retrouvant dans la colonne d?eau de la baie de Sept-Îles et un sur les pigments se retrouvant dans les sédiments de surface aux mêmes points d?échantillonnage. J?analyserai aussi les pigments se retrouvant dans la glace de mer qui pourraient servir de bio-indicateurs paléoenvironnementaux afin de vérifier s?il existe des pigments spécifiques à cet environnement et qui pourraient servir d?indicateurs de variations de l?englacement. Les résultats de mon étude serviront à établir l?utilité des pigments sédimentaires comme bioindicateurs des variations environnementales passées dans les environnements côtiers nordiques soumis à une utilisation humaine intensive.

MSc in Atmospheric & Oceanic Science

Amélioration des prédictions de la glace de mer des modèles d'Arctique à l'aide d'une rhéologie granulaire basée sur une approche multimodèle hybride.

Actuellement, presque tous les modèles de glace de mer utilisés pour la prédiction traitent la glace de mer comme un milieu continu en raison des contraintes de calcul. Cependant, la glace de mer est un milieu granulaire extraordinairement complexe et multi-échelle composé de floes dont la taille varie d'un mètre à des dizaines de kilomètres. Les floes et les agrégats de floes sont séparés par des chenaux avec des échelles de longueur similaires, dont la taille et l'orientation sont influencées par le forçage des vents, des courants océaniques, des vagues et des marées. Le but ultime est d'améliorer les prévisions de glace de mer pour l'Arctique à des résolutions de plusieurs kilomètres sur des périodes de plusieurs jours jusqu'à une saison. À cette fin, nous développerons une approche hybride multimodèle basée sur un modèle d'éléments discrets (DEM) à l'échelle régionale qui est intégré dans un modèle continu à l'échelle de l'Arctique. L'éventail des échelles spatiales des processus clés de l'Arctique est vaste. Pourtant, le mouvement de la glace de mer dépend autant des forçages de surface à grande échelle - des vents et des courants océaniques en présence de frontières terrestres - qui sont transportés presque instantanément à travers l'Arctique, que du forçage local. Cet effet à longue distance rend la prévision de la glace de mer extrêmement difficile, car elle nécessite un modèle de grande taille et une résolution spatiale très élevée.