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Accélérer la recherche à fort potentiel : 14 nouveaux projets financés

Publiée le 4 mar 2024

Au terme de deux concours, 14 propositions ont été retenues dans le cadre du Fonds d'accélération de la recherche de Sentinelle Nord. En fournissant un financement unique aux équipes de recherche établies de l'Université Laval, ce Fonds a pour but d'accélérer la recherche sur des questions émergentes ou à impact rapide liée à la mission de Sentinelle Nord.

Découvrez ci-dessous les projets sélectionnés dans le cadre du Fonds d'accélération de la recherche :

 

 

Biodisponibilité annuelle des lipides essentiels aux réseaux alimentaires à l’échelle de l’Arctique Canadien

Chercheur principal : Rémi Amiraux, professeur adjoint, département de biologie, Université Laval

Collaborateurs et collaboratrices :

Jean-Éric Tremblay, professeur, département de biologie, Université Laval
Connie Lovejoy, professeure, département de biologie, Université Laval
Aurélie Labarre, stagiaire postdoctorale sous la supervision de C. Lovejoy
Philippe Massicotte, professionnel de recherche, département de biologie, Université Laval
Simon Jaffrès : étudiant au doctorat sous la supervision de R. Amiraux et J.-E. Tremblay

Les diatomées sont les principaux producteurs primaires de l’océan Arctique ainsi que la source majoritaire des acides gras polyinsaturés (oméga-3) essentiels pour les organismes supérieurs, incapables de les synthétiser. Ces molécules, étant les principales composantes des membranes cellulaires de tous les organismes, jouent un rôle primordial dans le maintien de leurs fonctions physiologiques. La biodisponibilité en oméga-3 joue ainsi un rôle déterminant dans la santé des écosystèmes, incluant la santé des individus, leur capacité reproductive et leur population totale. Avec le réchauffement climatique particulièrement prononcé en Arctique, on s’attend à une réduction de la biosynthèse en oméga-3 par les diatomées, et par cascade, à une altération de l’ensemble de la chaîne alimentaire arctique et des populations qui en dépendent (dont les Inuits). Comprendre les répercussions qu’aura le changement climatique sur la dynamique de l’écosystème marin arctique nécessite ainsi de quantifier la biodisponibilité actuelle des oméga-3. Ce projet vise ainsi à fournir ces premières estimations à l’échelle de l’Arctique canadien. Il repose sur des mesures in situ collectées à bord du NGCC Amundsen en 2019 et 2021, qui seront extrapolées à l’échelle de l’Arctique canadien à partir de mesure de réflectance de l’eau provenant de l’imagerie satellitaire. Nous anticipons que ce projet générera au moins deux publications scientifiques et fournira un état de référence de la biodisponibilité en oméga-3 permettant d’élaborer des mesures efficaces de protection de l’environnement.

 

Optimisation de la caractérisation des bioaérosols fongiques à l’intérieur des résidences des régions arctiques et subarctiques

Chercheuse principale : Caroline Duchaine, professeure, département de biochimie, microbiologie et bioinformatique, CRC-1 sur les bioaérosols, chercheure à l’Institut universitaire de cardiologie et de pneumologie de Québec, Université Laval

La qualité de l’air intérieur peut avoir un impact direct sur la qualité de vie et la santé respiratoire des habitants étant donné que ces derniers passent jusqu’à 90% de leur temps dans leurs habitations. Les problèmes d’humidité ou d’infiltration d’eau peuvent engendrer la croissance de moisissures et ainsi la formation de bioaérosols. Dans un contexte nordique où les bâtiments sont soumis à des conditions climatiques extrêmes et où le dégel du pergélisol entraîne des dommages structuraux, les problèmes d’infiltration d’eau et de moisissures peuvent être exacerbés.

La mise en évidence du lien entre les maladies respiratoires et l’exposition aux moisissures à l’intérieur est complexe et repose sur des approches non quantitatives fastidieuses. L’OMS souligne d’ailleurs la nécessité de développer des méthodes moléculaires spécifiques à cette problématique. Des séquences génomiques spécifiques aux différentes espèces de moisissures permettent d’élaborer des approches de détection/quantification des moisissures d’intérêt. Le calcul d’une valeur indice permettrait d’estimer quantitativement l’exposition globale aux moisissures en lien avec différents paramètres comme la santé des occupants.

Nous proposons le développement et la validation d’un protocole multiplex (36 cibles) en qPCR haut débit (HTqPCR/5184 réactions simultanées). Des échantillons provenant de résidences du Nunavik seront ainsi valorisés afin d’y appliquer cette nouvelle méthodologie et ainsi évaluer de manière quantitative l’exposition aux bioaérosols fongiques de composition complexe. Dans le futur, cet outil permettra de mieux comprendre l’impact des paramètres environnementaux et architecturaux présents au Nunavik et leurs impacts sur l’exposition aux bioaérosols fongiques et son effet sur la santé humaine.

 

Développement de méthodes statistiques permettant de caractériser les tactiques de déplacement des animaux dans des systèmes complexes

Chercheurs principaux : Daniel Fortin, département de biologie, Université Laval ; Louis Paul Rivest, département de mathématiques et de statistique, Université Laval ; Jérôme Cimon-Morin, département des sciences du bois et de la forêt, Université Laval

Collaborateurs et collaboratrice :

Théo Michelot, Department of Mathematics and Statistics, Dalhousie University
Yan Boulanger, Ressources Naturelles Canada
James Hodson, Department of Environment and Climate Change, Government of the Northwest Territories
Allicia Kelly, Environmental Assessment [Tłı̨chǫ All-Season Road], Department of Environment and Climate Change, Government of the Northwest Territories

Les animaux en mouvement utilisent plusieurs tactiques qui se traduisent par différents modes de déplacement. Un individu peut faire de courts déplacements aléatoires lorsqu’il s’alimente (1er mode), puis faire un long déplacement dirigé (2ième mode) vers une autre parcelle de nourriture. Bien qu’une trajectoire implique généralement >2 types de modes de déplacement, le manque d’outils statistiques réduit la capacité à décrire ce niveau de complexité, notamment lorsque des espèces interagissent. Ce projet vise à développer une méthode statistique permettant de caractériser les déplacements lorsque plusieurs modes sont impliqués et lorsque ces modes sont dynamiques en raison des interactions interspécifiques. L’approche consistera à développer un cadre d’inférence bayésien pour les modèles de Markov cachés multiétats et multianimaux (caribou forestier, bison des bois, orignal, loup, ours noir), de façon à traiter simultanément toutes les composantes du déplacement des animaux ainsi que leurs interactions. La méthode développée nous permettra alors d’évaluer si les prédateurs et, de façon indirecte, les proies induisent des changements de tactiques de déplacement chez les autres espèces de la communauté. Ensuite, nous estimerons dans quelle mesure la modélisation de ces changements permet de mieux prévoir la variation du taux de mortalité des proies. Cette information est essentielle pour comprendre l’impact des changements environnementaux sur les réseaux trophiques subarctiques. Le projet permettra également d’accélérer et de bonifier les analyses de notre projet de recherche Sentinelle Nord sur la dynamique du réseau alimentaire et les menaces à la sécurité alimentaire dans la forêt boréale du Nord.

 

La prise en compte des savoirs traditionnels pour protéger les sources d’eau potable

Chercheuse principale : Stéphanie Guilherme, professeure, département de génie civil et de génie de eaux, Université Laval

Collaborateur : Manuel Rodriguez, professeur, École supérieure d'aménagement du territoire et de développement régional, Université Laval

L'accès à l'eau potable pour les populations desservies par les systèmes d'approvisionnement en eau des communautés nordiques peut être limité. L'eau est particulièrement vulnérable à la contamination microbiologique et chimique. La plupart des villages dépendent des eaux de surface, qui sont plus vulnérables aux conditions météorologiques, telles que les précipitations et la fonte des neiges ou le dégel du pergélisol qui peut apporter des contaminants et finalement avoir un impact sur la qualité de l'eau potable. 

Au Canada, l’eau potable est protégée par l’application de l’approche à barrières multiples, dont le fondement repose sur l’identification des menaces à la qualité de l’eau et la mise en place de barrières visant à réduire et à prévenir leur impact. La première barrière est la protection de la source d’eau, qui vise à identifier, réduire et contrôler les éléments qui présentent une menace à la qualité d’une eau de source. Cet exercice nécessite une connaissance accrue des activités et éléments présents sur le territoire autour des sources. Ces données sont malheureusement très limitées au Nunavik. Cependant, ces savoirs sont présents dans la mémoire collective des Inuits et leur connaissance approfondie du milieu naturel et de l’environnement. L’objectif de ce projet est de développer une méthode d’identification des menaces à la qualité de l’eau qui valorisent les connaissances locales sur les utilisations du territoire et les activités anthropiques et naturelles autour des sources. Cette méthode permettrait aux villages nordiques du Nunavik de développer des stratégies de protection de l’eau adaptées avec des ressources limitées. 

 

Le lemming-ô-mètre : un capteur passif pour mesurer la variation spatio-temporelle de l’abondance des micromammifères

Chercheur principal : Pierre Legagneux, professeur, département de biologie, Université Laval

Collaborateurs et collaboratrices : 

Daniel C. Côté, professeur, département de physique, de génie physique et d’optique, Université Laval
Dominique Gravel, professeur, département de biologie, Université de Sherbrooke
Antoine Allard, professeur, département de physique, de génie physique et d’optique, Université Laval
Gabriel Bergeron, étudiant au doctorat en biologie, Université Laval
Thomas Shooner, étudiant à la maîtrise, département de physique, de génie physique et d’optique, Université Laval
Gabrielle Martin Fortier, professionnelle de recherche, département de biologie, Université Laval
Mireille Quémener, professionnelle de recherche, département de physique, de génie physique et d’optique, Université Laval

Les lemmings sont des espèces structurantes de l’écosystème terrestre de l’Arctique qui présentent des fluctuations interannuelles importantes. L’étude de la dynamique de leur abondance est complexe et demande la mise en place de suivis nécessitant un effort de trappage conséquent qui se limite à une superficie de quelques hectares. Les observations opportunistes peuvent fournir des informations à plus large échelle, mais dépendent grandement de l’effort sur le terrain. Une information à large échelle spatiale et fine échelle temporelle sur l’abondance relative des petits mammifères est pourtant indispensable pour nous permettre de comprendre les déterminants de la synchronie des populations de lemmings que l’on retrouve parfois sur plusieurs dizaines voire centaines de kilomètres. Notre équipe développe depuis peu un système de détection passif (plusieurs capteurs infra-rouges détectant les passages d’animaux dans un tube) et fonctionnel à l’année longue qui devrait permettre de détecter la présence et l’abondance relative des lemmings à notre site d’étude (Île Bylot, Nunavut). Les fonds demandés serviront à améliorer le design pour un fonctionnement dans des conditions environnementales difficiles. En moins de 6 mois, notre équipe multidisciplinaire a permis la réalisation de deux générations de prototypes présentant une forte autonomie énergétique, une facilité de déploiement et un faible coût unitaire permettant un déploiement à large échelle. Nous souhaitons valider son utilisation à l’île Bylot en le couplant avec le système de GPS inversé ATLAS qui permet de suivre les lemmings en temps réel. Ces différentes technologies seront présentées lors d’ateliers avec les jeunes du programme ETP.

 

Développement d’un nouvel outil de mesure de fluorescence variable imageur in situ pour l’étude photophysiologique des algues de glace

Chercheurs principaux : Simon Thibault, professeur, département de physique, génie physique et optique, Université Laval ; Marcel Babin, professeur associé, département de biologie, Université Laval et lauréat d’une Chaire d'excellence en recherche du Canada sur la télédétection de la nouvelle frontière arctique du Canada 

Collaborateur : Samuel Laney, professeur, département de Sciences et ingénierie océaniques appliquées, en océanographie biologique, MIT-Woods Hole Oceanographic institution (WHOI) et lauréat d’une chaire de recherche Fulbright Canada sur l'avancement de la recherche transdisciplinaire sur le Nord en mutation.

Nous visons à transformer notre système de microscopie in situ pour la glace de mer, qui a déjà produit des résultats prometteurs en imageant pour la première fois directement dans la banquise la microstructure ainsi que les micro-organismes qui y habitent. Avec le financement sollicité, nous envisageons une transformation clé en y intégrant une fonction d'imagerie en fluorescence variable pour étudier la photosynthèse des cellules observées. Cela nécessitera des modifications au système d'illumination et le développement de solutions de détection de fluorescence adaptées à l’enveloppe physique de la sonde. La seconde amélioration consistera à permettre le changement de la position du plan focal, permettant d’avoir plus d’information pour l’identification des espèces. Nous allons donc conceptualiser et valider l’intégration du déplacement en deux axes de la caméra. Nous allons valider l’instrument avec les nouvelles fonctions de fluorescence variable sur le terrain et ainsi documenter pour la première fois à l’échelle microscopique l’état de photosynthèse in situ des algues de glaces. Ce nouvel outil est une chance d’élargir notre compréhension des écosystèmes arctiques, notamment pour mieux comprendre comment les microalgues polaires s’adaptent à cet environnement extrême.

 

Conception et performance des infrastructures de transport construites sur pergélisol instable: Cas de la route Inuvik – Tuktoyaktuk

Chercheur principal : Jean-Pascal Bilodeau, professeur adjoint, département de génie civil et de génie des eaux, Université Laval

Collaborateurs :

Simon Dumais, professeur adjoint, département de génie minier et de métallurgie, Université Laval
Guy Doré, professeur retraité, département de génie civil et de génie des eaux, Université Laval
Thomas Ingeman, Associate Professor, Department of Environmental and Resource Engineering, Geotechnics & Geology, Denmark Technical University
Marolo Alfaro, Professor, Department of Civil Engineering, University of Manitoba

Les infrastructures de transport en régions nordiques jouent un rôle primordial pour offrir des services aux communautés éloignées, isolées et vulnérables, pour assurer leur sécurité, mais aussi pour l’accès aux ressources et assurer la défense du territoire. Leur construction sur pergélisol affecte le régime thermique des sols gelés, ce qui peut entraîner leur dégradation. Par manque de connaissances et d’information, plusieurs des infrastructures de transport existantes dans le Nord du Québec et du Canada ont été conçues avec des méthodes et des normes mal adaptées au contexte nordique et pergélisolé, et l’intensification des changements climatiques dans ces régions complexifient les défis d’ingénierie. Le développement de solutions économiques et durables passe par une meilleure compréhension des facteurs contribuant à la dégradation du pergélisol sous les remblais et le développement de méthodes de conception thermiques et mécaniques rigoureuses pour assurer la fiabilité des infrastructures. L’objectif du projet est d’accélérer le développement d’une base de données pour soutenir la conception des infrastructures de transport thermomécaniquement stables et adaptées aux effets des changements climatiques. La route reliant Inuvik à Tuktoyaktuk aux Territoires du Nord-Ouest constitue un laboratoire unique et en vraie grandeur, pour développer les connaissances et les outils qui permettront d’optimiser la conception et la performance des remblais routiers en milieu nordique, pour le bénéfice de ses communautés. Après une première phase expérimentale, le présent projet cherche à réaliser des activités de laboratoire et de modélisation qui permettront de valoriser des résultats préalablement obtenus sur le terrain pour soutenir le développement d’outils d’ingénierie.

 

Analyse automatisée des éléments traces essentiels à la vie le long du continuum terre-mer

Chercheur principal : Raoul-Marie Couture, professeur, département de chimie, Université Laval

Collaborateurs et collaboratrices :

Dominic Larivière, professeur, département de chimie, Université Laval
Mathieu Ardyna, professeur, département de biologie, Université Laval
Jay Cullen, Professor, Department of Earth and Ocean Sciences, University of Victoria
Warwick Vincent, professeur, départment de biologie, Université Laval
Catherine Girard, professeure, département des sciences fondamentales, Université du Québec à Chicoutimi 
David Baqué, professionnel de recherche, Université Laval
Marie-Ève Fraser, technicienne en travaux pratiques et en recherche, Université Laval

Durant les cinq dernières années, les travaux de la Chaire Sentinelle Nord en géochimie aquatique ont mené nos équipes du delta du Mackenzie jusqu’au nord de l’Ile d’Ellesmere. Alors que nos équipes travaillaient sur une large gamme d’écosystèmes d’eau douce et de glaciers du 55e au 82e parallèle, nous avons aussi valorisé cette logistique à grand déploiement pour prélever une vaste collection d’échantillons d’eau salée. Ce projet vise à valoriser cette collection d’échantillons à l’aide d’une nouvelle technologie de chimie analytique basée sur la séparation par résine, tout en jetant les bases qui vont nous permettre de joindre de futurs projets en géosciences arctiques. 

Spécifiquement, la mesure des éléments traces essentiels à la vie (macronutriments) en milieu marin représente une difficulté analytique majeure en raison de la concentration infime des éléments d’intérêts en présence de grande quantité de sels dissouts qui causent des interférences instrumentales. Notre projet vise à développer, par l’entremise de travaux de laboratoire collaboratifs, des méthodes analytiques de pointe pour mesurer les éléments traces dans une large gamme d’environnements polaires, comme les lacs anciens de l’ile d’Ellesmere et les saumures de la glace de mer. Nous allons utiliser un nouveau module automatisé, qui facilite la séparation automatique, sur résines, des éléments dissouts. Ces résultats nous mèneront à la publication rapide sur la base d’échantillons déjà en notre possession et contribueront à la formation d’étudiants aux cycles supérieurs. Enfin, ce savoir-faire se positionnera à l'avant-plan de la recherche sur la biogéochimie arctique.

 

Recherche participative sur la sécurité alimentaire et la promotion d’une alimentation traditionnelle saine dans les régions arctiques du Kitikmeot grâce à une meilleure connaissance des écosystèmes d’espèces comestibles, ainsi qu’à la conception de protocoles pour la propagation et la culture intérieure et extérieure de plantes traditionnelles faisant partie intégrante du système alimentaire, de la culture et de l'identité inuite

Chercheuses principales : Martine Dorais, professeure titulaire, département de phytologie, Université Laval ; Line Rochefort, professeure titulaire, département de phytologie, Université Laval ; Line Lapointe, professeure titulaire, département de biologie, Université Laval ; Caroline Hervé, professeure agrégée, département d’anthropologie, Université Laval

Collaborateurs et collaboratrices :

Chantal Langlois, diététiste clinique, Gouvernement du Nunavut/Kitikmeot
Shawn Clark, chercheur biologiste, CNRC
Erin Cox, biologiste arctique, Savoir Polaire Canada
David Hik, écologiste arctique, scientifique en chef, Savoir Polaire Canada
Alain Cuerrier, professeur associé, département de sciences biologiques, Université de Montréal
Alison Ferrie, Agente de recherche principale, développement des cultures et des ressources aquatiques, CNRC
Zoe Panchen, professeure adjointe, département de biologie, Acadia University 
Stephan Schott, professeur, School of Public Policy and Administration, Carleton University

Les baies traditionnelles et les plantes comestibles/médicinales font partie intégrante du système alimentaire, de la culture et de l'identité inuites. L'environnement arctique rigoureux impose toutefois des contraintes sévères au développement des plantes, aggravées par les changements climatiques, restreignant ainsi les opportunités de récolte. L'accessibilité/disponibilité des plantes traditionnelles pour les communautés inuites est aussi impactée par une variabilité temporelle et spatiale extrême de l'abondance des espèces. Le manque de connaissances des conditions requises pour la culture d’espèces traditionnelles de l’Extrême-Arctique, associé à un accès limité aux matériels de multiplication, représente des obstacles majeurs pour les communautés inuites qui cherchent à cultiver leurs plantes traditionnelles préférées et à soutenir leur autonomie et leur sécurité alimentaire. Pour soutenir les initiatives des communautés de l’Extrême-Arctique du Kitikmeot, ce projet propose deux activités principales. Premièrement, une caractérisation des écosystèmes liés aux espèces arctiques sélectionnées, leur suivi phénotypique et la récolte de matériel de multiplication. Deuxièmement, la réalisation d'essais de multiplication et de culture à Cambridge Bay.

Les résultats escomptés à court terme incluent (i) l’amélioration des connaissances sur les relations entre les propriétés du sol des espèces sélectionnées, leur développement phénotypique et les conditions climatiques (ii) l'évaluation de la performance du matériel de multiplication et de croissance sous diverses conditions de culture

(iii) conception de protocoles pour la multiplication et la culture intérieure/extérieure des espèces arctiques sélectionnées, qui seront optimisés/validés lors d’un projet à plus long terme.

Les retombées potentielles de ce projet sont de contribuer à accroître l'accessibilité et la disponibilité tout au long de l'année des baies et plantes arctiques comestibles/médicinales dans le régime alimentaire traditionnel des Inuits, contribuant ainsi à leur autonomie/sécurité alimentaire.

 

Impact des nanoparticules issues des feux et incinérations sur la production primaire marine en Arctique

Chercheur principal : Julien Gigault, professeur, département de chimie, Université Laval / CNRS

Collaborateurs :

Pierre Legagneux, professeur, département de biologie, Université Laval
Rémi Amiraux, professeur, département de biologie, Université Laval / CNRS
Sebastien Sauvé, professeur, département de chimie, Université de Montréal

Nous avons récemment démontré que l'augmentation des incendies de forêt et des incendies urbains libère une quantité considérable de nanoparticules dans l'atmosphère. Ces nanoparticules sont souvent composées de matière organique réfractaire, de plastiques, de polymères, d'oxydes métalliques et d'autres composés organiques. Les nanoparticules représentent une fraction significative des particules en termes de masse et de surface réactive, suscitant de nombreuses questions quant à leur impact sur les écosystèmes arctiques, du fait de leur potentiel à la fois bénéfique et toxique. En effet, transportées par les courants atmosphériques, ces nanoparticules atteignent les pôles, entraînant avec elles des contaminants et d'autres composés chimiques associés. Le projet que nous proposons vise à comprendre le rôle des nanoparticules issues des incendies sur les producteurs primaires dans l'océan Arctique, ainsi que leurs impacts sur le réseau trophique et les grands cycles biogéochimiques. À partir de nos premiers résultats, il semble que la taille, la forme, la composition et la spéciation de ces nanoparticules, qu'elles proviennent d'incendies naturels ou anthropiques, modifient la production primaire et influencent le comportement de la matière organique en altérant les propriétés physico-chimiques des fractions dissoutes, colloïdales et particulaires de cette matière. Bien que nous ayons récemment mis au point des méthodes pour caractériser la présence et l'origine de ces nanoparticules dans le milieu marin, en utilisant notamment la pyrolyse-GC-MSMS et la spectrométrie de masse à temps de vol (ICP-Q-Tof) sur des particules individuelles, nous manquons actuellement de données sur leurs implications biologiques. Par conséquent, l'objectif de ce projet est d'isoler et de caractériser des biomarqueurs spécifiques induits par les producteurs primaires arctiques exposés à ces sources de nanoparticules issues des suies.

 

Cytomètre portatif à imagerie déclenché par mesure d’impédance pour le suivi et la caractérisation longitudinale in-situ du phytoplancton arctique

Chercheurs principaux : Benoit Gosselin, professeur titulaire, département de génie électrique et de génie informatique, Université Laval ; Mathieu Ardyna, professeur invité, département de biologie, Université Laval

Collaborateurs : 

Jesse Greener, professeur titulaire, département de chimie, Université Laval
Pierre Marquet, professeur titulaire, département de psychiatrie et de neurosciences, Université Laval
Marc-André Gaudreau, professeur, département de génie mécanique, Université du Québec à Trois-Rivières 

Ce projet collaboratif entre le département de génie électrique et génie informatique et le laboratoire de recherche international Takuvik, appuyé par la bourse Vanier, consiste à accélérer la réalisation d’un dispositif portatif et autonome permettant de détecter, caractériser et identifier les microorganismes et microparticules (MMs) aquatiques entre 2µm et 200µm directement dans leur habitat naturel. L’approche envisagée est entièrement portative, non-invasive, et label-free. Elle utilise la cytométrie d’impédance [1] pour détecter les MMs circulant dans un système microfluidique intelligent équipé de capteurs. Les particules détectées déclenchent ensuite la prise d’images en rafale d’un module d’imagerie haute résolution. Ces images sont ensuite combinées avec les caractéristiques diélectriques obtenus de la cytométrie d’impédance afin de construire une banque de données multimodales libre d’accès.

L’instrument réalisé sera l’un des seuls permettant d’étudier longitudinalement les MMs aquatiques. En plus de permettre l’étude et la découverte de nouveaux microorganismes et de suivre les effets des microplastiques sur les écosystèmes, son développement pourrait mener à de la propriété intellectuelle et à la commercialisation d’un produit. Le Fonds nous permettra de réaliser un prototype à temps pour collecter des résultats pratiques sur le terrain au printemps 2025 : des tests préliminaires seront d’abord effectués en laboratoire à Takuvik avec des diatomées arctiques, puis avec les échantillons naturels du fleuve Saint-Laurent en vue d’une collecte de 3 semaines lors d’une mission à la station de recherche à Qikiqtarjuaq dans le cadre du programme Baseline.

 

Innovation dans la réhabilitation des sols miniers: potentiel des semences traitées au plasma encapsulées dans des biomatériaux

Checheuse et chercheur principaux : Véronic Landry, professeure titulaire, département des sciences du bois et de la forêt, Université Laval ; Damase Khasa, professeur titulaire, département des sciences du bois et de la forêt, Université Laval

Collaborateurs et collaboratrices :

Jacopo Profili, stagiaire postdoctoral, département de génie des mines, de la métallurgie et des matériaux, Université Laval
Mariel Alejandra Zevallos Luna, étudiante au doctorat, département des sciences du bois et de la forêt, Université Laval
Sandrine Toupin, professionnelle de recherche, Institut de biologie intégrative et des systèmes, Université Laval
Jérémy Winninger, professionnel de recherche, département des sciences du bois et de la forêt, Université Laval

Ce projet s’inscrit à la suite de travaux de recherche indépendants à cette demande de financement visant à comprendre l’impact du plasma sur les processus de germination des semences nordiques et le développement de matrices d’encapsulation biopolymère pour la réhabilitation des terrains miniers. 

Cette proposition de recherche capitalise sur les résultats obtenus précédemment afin d’étudier la synergie entre les deux technologies et de valider la durabilité des solutions pour réhabiliter les sols appauvris en matière organique. Ici, la matrice polymère est un hydrogel écologique préparée à partir de déchets alimentaires, notamment l'amidon extrait des pelures de pommes de terre. Ce dernier est chimiquement modifié pour améliorer la rétention d'eau et contrôler sa biodégradabilité. Dans ce contexte, le bio-substrat agit comme réservoir nutritif pour les semences et représente une avancée significative vers un nouveau type de réhabilitation écologique. Le traitement au plasma froid, quant à lui, est envisagé pour contrôler l’interaction physico-chimique entre les semences et la bio-matrice. Cette approche vise à augmenter la viabilité et la vigueur des semences, en accélérant leur germination et leur croissance ultérieure dans des conditions défavorables. Ce projet permettra de valoriser des déchets agroalimentaires en créant une matrice organique performante et de démontrer l'efficacité du traitement plasma dans l'amélioration de la croissance des semences. Ce projet interdisciplinaire ouvre de nouvelles perspectives pour la restauration écologique des sites miniers et la gestion durable des ressources naturelles.

 

Développement d’installations décentralisées d’assainissement de l’eau visant l’élimination des contaminants à la source des eaux usées domestiques au Nunavik, Québec

Chercheuse principale : Céline Vaneeckhaute, professeure agrégée, département de génie chimique, Université Laval

Collaborateurs :

Marc Journeault, professeur titulaire, École de comptabilité, Université Laval
Hossein Kazemian, professeur titulaire, University of Northern British Columbia

Cette initiative s’inscrit dans le cadre de notre projet en cours financé par Sentinelle Nord. Le projet de recherche existant porte sur l’amélioration des lagunes conventionnelles de traitement des eaux usées au Nunavik, au Québec, tandis que cette nouvelle proposition de recherche vise à élargir le champ d’application en s’intéressant à l’élimination des contaminants à la source des eaux usées domestiques, en particulier l’urine séparée à la source. Cette nouvelle recherche devrait permettre l’atténuation rapide de la pollution locale de l’eau dans un court laps de temps. Cette recherche présente une colonne de filtration innovante composée de biochar et de zéolite, conçue pour s’intégrer parfaitement aux toilettes à domicile et équipements domestiques de stockage des eaux usées existants. La mise en place de cette installation décentralisée d’assainissement de l’eau devrait permettre d’alléger la charge de traitement et de réduire la quantité de contaminants dans le bassin de traitement centralisé des eaux usées. Sa faisabilité théorique a été validée par nos dernières expériences en laboratoire. Comme indiqué dans la proposition de recherche actuelle, l’installation pilote sera conçue, fabriquée et mise à l’essai sur le campus de l’Université Laval. Cette initiative pilote vise à améliorer la capacité d’adaptation au climat extrême du Nord. Les principales innovations de cette initiative de recherche résident dans l’accent mis sur la réduction de la consommation d’énergie et des émissions de gaz à effet de serre dans les stations d’épuration centralisées. Pour ce faire, on élimine les contaminants à la source des eaux usées domestiques et on les récupère sous forme de nutriments précieux. En outre, la recherche vise à fournir des informations précieuses sur l’application d’une nouvelle technologie de traitement des eaux usées, avec un potentiel de réutilisation future de l’eau, dans des conditions de températures extrêmement basses.

 

Exploration de la dynamique de l’antibiorésistance dans les forêts de lichens

Chercheur principal : Juan Carlos Villarreal A., professeur agrégé, département de biologie, Université Laval

Collaborateurs et collaboratrices :

Marta Alonso-García, professionnelle de recherche, département de biologie, Université Laval
Paul George, professeur adjoint, département de biochimie, microbiologie et bio-informatique, Université Laval
Caroline Duchaine, professeure titulaire, département de biochimie, microbiologie et bio-informatique, Université Laval

L’antibiorésistance constitue une menace majeure pour la santé publique mondiale, les réservoirs environnementaux jouant un rôle essentiel dans sa diffusion. Ce projet vise à élucider la présence et l’abondance des gènes de résistance aux antibiotiques (GRA) des bactéries dans les forêts de lichens (FL), un écosystème unique vulnérable aux changements climatiques et aux incendies de forêt. Grâce à un examen préliminaire d’échantillons de lichens provenant des régions de FL du nord (Kuujjuarapik) et du sud (Parc national des Grands-Jardins), nous confirmerons la présence des GRA et quantifierons leur abondance à l’aide de la technologie de pointe de PCR en temps réel SmartChip. En comparant les niveaux de GRA entre les régions, nous cherchons à découvrir des modèles géographiques et à explorer l’influence des facteurs environnementaux sur la présence et l’abondance des GRA. Les résultats à court terme du projet confirmeront si les lichens sont des réservoirs de GRA et donneront des indications sur la dynamique d’antibiorésistance dans les écosystèmes de FL. Notre approche interdisciplinaire combine l’expertise en microbiologie, en bio-informatique, en sciences de l’environnement et en santé humaine. Les résultats favoriseront de nouveaux axes de recherche et de nouvelles collaborations, ouvrant la voie à de futures demandes de subventions visant à lutter contre l’antibiorésistance et ses implications pour les écosystèmes et les communautés du Nord. Cette recherche contribue à élargir nos connaissances sur un sujet qui tarde à être pleinement reconnu comme une préoccupation immédiate dans les régions du Nord, mais qui pourrait le devenir compte tenu de la gravité de la crise mondiale d’antibiorésistance.

 

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