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2.6 Développement de capteurs optiques pour le suivi de gaz climatiquement actifs dans l'Arctique en mutation (BOND)

Chercheurs principaux

Réal Vallée, Guillaume Massé

Co-chercheurs

Michel Allard, Martin Bernier, Mario Leclerc, Maurice Levasseur, Younès Messaddeq, Michel Piché, Jean-Éric Tremblay, Warwick Vincent

Collaborateurs

Martine Lizotte, Vincent Fortin

Collaborateurs hors UL

François Babin (INO); Martin Chamberland, Pierre Tremblay (Telops); Sangeeta Sharma (ECC Canada); Knut von Salzen (CCCma); Patrick Lajeunesse (INRS)

Résumé du projet

Le projet BOND vise à répondre à l'urgence d'instaurer des dispositifs permettant de surveiller et de quantifier les bouleversements qui ont actuellement lieu en Arctique. Les changements climatiques actuels provoquent d'importantes modifications au sein des environnements nordiques. Ces dernières touchent, en particulier, les éléments de la cryosphère tels que les glaces océaniques et lacustres, les glaciers, les calottes glaciaires et le pergélisol. Outre ces profonds changements, une modification des régimes hydrologiques est aussi anticipée. Ces environnements en pleine mutation hébergent des écosystèmes complexes et diversifiés régulant les grands cycles biogéochimiques des éléments majeurs (carbone, azote, oxygène, soufre) et contrôlant les échanges et le recyclage de gaz climatiquement actifs (CA) tels que le dioxyde de carbone, le méthane, l'oxyde nitreux et le sulfure de diméthyle. Dans ce contexte, il est urgent de comprendre les processus biotiques et abiotiques contrôlant la dynamique de ces gaz.

Obtenir une meilleure compréhension de ces processus requiert des mesures à haute fréquence permettant de caractériser efficacement réservoirs et flux et représente un défi de taille dans ces environnements extrêmes. Au sein du projet BOND, nous utiliserons des sources laser dans l'infra-rouge moyen pour détecter et quantifier les gaz présents dans la basse atmosphère. Pour les environnements aquatiques, nous adopterons une approche basée sur le développement d'optodes combinant membranes en verre perméables et complexes moléculaires fluorescents. Ces développements techniques impliquent des déploiements au sein des différents environnements arctiques. En parallèle, nous réaliserons des expérimentations en conditions contrôlées mettant en œuvre des bioréacteurs couplés à des spectromètres de masse permettant une analyse à fine échelle des processus contrôlant la cinétique des gaz CA. Une fois combinés, les résultats de ces approches pionnières permettront d'atteindre l'objectif principal du projet BOND: le renforcement rapide et significatif de nos moyens d'analyse d'un environnement arctique en pleine mutation.