2.7 Suivi des substrats arctiques: mesure des propriétés physiques et biologiques de la glace de mer, de l'océan et du benthos à l'aide de lasers portés par des véhicules autonomes
Chercheur principal
Co-chercheur
Collaborateurs
Marcel Babin, Simon Girard-Lambert, Jose Lagunas-Morales, Eric Rehm, Ladd Johnson
Collaborateurs hors UL
Nicholas Burchill (Kongsberg Maritime, Halifax), François Châteauneuf (Institut national d’optique, Québec), Fraser Dalgleish (Floride), Georges Fournier (RDDC / DRDC Valcartier), Patrick Gagnon (Memorial U.), John Headley (Angleterre), Clayton Jones (Teledyne Webb Research, USA), Patrick Lajeunesse (INRS), Stefania Matteoli (CNR, Italie)
Résumé du projet
Les propriétés physiques et biologiques de la glace de mer et du benthos côtier arctique restent mal comprises en raison de la difficulté d'accès à ces substrats. Un système LiDAR (Light Detection And Ranging) déployé sur un véhicule sous-marin autonome (AUV pour «autonomous underwater vehicle») peut interroger ces surfaces en trois dimensions et extraire simultanément les propriétés physiques et biologiques. En utilisant les propriétés optiques (absorption, fluorescence, diffusion élastique et inélastique) des micro- et macro-algues photosynthétiques, nous proposons de quantifier les caractéristiques physiques du substrat (glace, assemblages benthiques, géologie) ainsi que la biomasse à partir d'un AUV. Nous proposons une approche de développement incrémentielle et modulaire du LiDAR, en commençant par un capteur actuel d'une seule longueur d'onde déjà mis au point pour la détection de la glace. À l'aide de modèles de transfert radiatif et de modifications des longueurs d'onde d'émission et détection, les capacités d'estimer la biomasse avec la fluorescence ou l'absorption différentielle seront développées. L'ajout de lasers pulsés et d'une détection à crénelage temporel (un véritable LiDAR) permettra la résolution de l'épaisseur de la glace ainsi que des algues glaciaires, benthiques et de la colonne d'eau. Enfin, des techniques de balayage par laser ou d'éclairage structuré peuvent être ajoutées pour créer un nuage de points en trois dimensions, ce qui augmente considérablement la zone d'échantillonnage.