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Qu'est ce que la FORSCE ?


Le projet FORSCE vise à développer une Flotte Opérationnelle de Recherche en Sciences Côtières et Environnementales unique dans le monde pour réaliser des études sur les zones côtières en toute saison. 

Avec plus de 16% des côtes de la planète, le Canada occupe le premier rang des pays ayant un accès à la mer. Les zones côtières sont d’une importance capitale pour le développement économique et social à l’échelle mondiale. C’est aussi en bordure des régions côtières que les écosystèmes sont les plus productifs, assurant des services écologiques vitaux pour la population. Ces régions connaissent les plus grands changements environnementaux, principalement en raison des perturbations humaines (destruction de 20 % des récifs coralliens, pertes de 20 % des marais côtiers, déclin des stocks de poissons, augmentation des zones hypoxiques ou mortes, etc.), mais aussi en raison de l’accélération de la montée du niveau marin mondial, l’une des plus importantes conséquences du réchauffement climatique global. Dans les régions froides, la réduction du couvert de glace exposera davantage la zone côtière aux événements extrêmes comme les tempêtes hivernales, en plus d’accélérer le recul des falaises et le dégel du pergélisol. En conséquence, on observe une augmentation des échanges de matière minérale et organique dont les effets sur les écosystèmes côtiers, les réseaux trophiques et les cycles biogéochimiques sont pratiquement inconnus. L’accélération du transport sédimentaire entraîne en plus des problèmes dans les zones portuaires et les voies navigables. Paradoxalement, la zone côtière peu profonde, qui varie de quelques mètres à quelques kilomètres de large selon les régions, est aussi la moins bien documentée, faute du manque de plates-formes adaptées. Les connaissances des processus hivernaux sont particulièrement limitées, de sorte qu’il est actuellement difficile d’évaluer les impacts du réchauffement dans les zones marginales de glace et de la glace côtière. Le constat est qu’il est urgent de mettre au point de nouvelles plates-formes adaptées aux conditions hivernales et de glace pour bien évaluer ces bouleversements environnementaux et trouver des solutions d’adaptation efficaces, tout en supportant l’industrie maritime.

Mettant en collaboration des chercheurs au niveau national et international et plusieurs organisations fédérales, provinciales, OSBL et privées, Nous visons un regard nouveau sur la zone côtière en misant sur le développement d’une synergie entre différentes disciplines spécialisées dans l’étude des zones côtières et sur une approche collaborative entre plusieurs secteurs du milieu maritime (transport, gestion des risques, pêcherie, patrimoine,écotourisme, etc.) et d’organisations.

La flotte opérationnelle est constituée d’une motomarine adaptée à la navigation dans les eaux glacées et peu profondes ; d’un véhicule à chenilles pouvant se déplacer sur des banquises ; d'un drone équipé d'un LiDAR, d'une caméra multispectrale et d'une système de caméra photo oblique ; de deux laboratoires mobiles ; d’un laboratoire en technologie géospatiale et d’une plateforme Web permettant de diffuser les données et d’échanger sur les enjeux maritimes.


En savoir plus sur l'instrumentation.




Infrastructure et instruments


Dans le cadre de FORSCE, deux types de véhicules motorisés adaptés aux conditions hivernales seront développés en étroite collaboration avec le Centre de technologies avancées de Bombardier (CTA-BRP) : des motomarines multi-instrumentées et des véhicules à chenilles polyvalents (Yéti) tractant des laboratoires et pouvant se déplacer sur des surfaces accidentées comme la glace côtière.

Motomarine : cette plateforme de navigation inclue une panoplie d’instruments de mesure, des antennes GPS, une plate-forme inertielle, un balayeur laser Lidar, des échosondeurs monofaiceau et multifaiscaux, un profileur de sédiments, une caméra vidéo, des sondes multiparamétriques et des spectroradiomètres. Des données bathymétriques de haute résolution et précision, la stratigraphie du fond, les types de substrats et d’habitats (végétation), les propriétés physico-chimiques (température, conductivité, oxygène, pH, CO2) et bio-optiques (réflectance spectrale, chlorophylle-a, carbone particulaire et dissous) de la colonne d’eau pourront être obtenues.
Motomarine FORSCE #4
Motomarine test

Yéti :  ce véhicule tout-terrain doté d’un poste de pilotage chauffé est composé d’un Lidar, d’une caméra multispectrale, d’un système de navigation inertiel et d’un ordinateur et est conçu pour tracter un laboratoire mobile muni de postes informatiques permettant de réaliser des analyses spatiales et le traitement d’images directement sur les sites d’étude.  Il sera équipé d’un véhicule sous-marin télécommandé pour décrire les types de substrats et d’habitats et l’interface eau-glace.

Yeti FORSCE-5



La FORSCE inclut également :

-un drone intégrant une caméra multispectrale, deux caméras couleur à haute résolution, un LiDAR, une plate-forme inertielle et de géoréférencement pouvant être déployé dans tous les environnements côtiers à partir de la terre ou d’un navire océanographique ;

drone forcse uqar

-un laboratoire de mesures et d’analyses biogéochimiques permettant d’intervenir rapidement et de traiter in situ les échantillons de glace, de sédiments, d’eau, de matériel biologique et de gaz ; 

-un laboratoire de recherche en technologie géospatiale appliquée aux sciences côtières et environnementales basé au Département de géomatique du Cégep de l’Outaouais ;
 
-une plateforme novatrice d’analyse, d’échanges et de diffusion WEB. La plateforme virtuelle permettra de diffuser les connaissances et d’échanger des informations sur les enjeux de la zone côtière avec les partenaires des différents secteurs, les utilisateurs et les citoyens et a pour objectif ultime de mettre en place une véritable approche collaborative et intersectorielle pour l’utilisation des données et pour échanger sur ces enjeux

Collaborateurs et partenaires

La FORSCE regroupe des spécialistes de plusieurs domaines de recherche (océanographie physique, biologique, chimique et géologique ; biologie et écologie, géomorphologie, géochimie, géomatique et télédétection) et de plusieurs établissements universitaires (UQAM, Laval, UQAC ; McGill; Calgary; Memorial; Arizona State, É-U ; Brest, France ; Potsdam, Allemagne), collégial (CÉGEP Outaouais), des ministères fédéraux (Pêches et Océans Canada ; Service Hydrographique du Canada, Garde-Côtière Canada ; La Commission géologique Canada) et provinciaux (Sécurité Publique, Transport, Développement durable, Environnement et Lutte contre les changements climatiques), des entreprises privées (CartoVista, BRP, fournisseurs d’instruments), d’organismes sans but lucratif œuvrant dans le transfert technologique et la R&D (le Centre Interdisciplinaire de Développement en Cartographie des Océans (CIDCO), comités ZIP)

Chercheurs utilisateurs principaux :
Pascal Bernatchez, UQAR
Philippe Archambault, U. Laval
Simon Bélanger, UQAR
Gwénaëlle Chaillou, ISMER-UQAR
Anne de Vernal, UQAM
Dany Dumont, ISMER-UQAR
Patrick Lajeunesse, U. Laval
Christian Larouche, U. Laval
Christian Nozais, UQAR
Guillaume St-Onge, ISMER-UQAR

Autres utilisateurs : 
Christophe Delacourt (IUEM), Thomas Buffin-Bélanger (UQAR), Brent Else (University of Calgary), Rodolphe Devillers (Mémorial University of Newfoundland), Hugues Lantuit (University of Postdam), Gavin Manson (Geological Survey of Canada-Atlantic), Ian Walker (Arizona State University), Alfonso Mucci (McGill University), Marcel Babin (U. Laval), Nicolas Seube (CIDCO), Emmanuel Devred (MPO), Yann Ropars (Consultant Ropars inc.), Louis Maltais (MPO), Laurent Chauvaud (UBO), Jean Stöckli (Cégep de l'Outaouais), Mathieu Cusson (UQAC), Chris McKindsey (MPO), Michel Starr (MPO), Dany Bouchard (CartoVista Inc.), Cesar Fuentes-Yaco (MPO) 



Partenaires financiers : 

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English

The project aims to develop an operational fleet of coastal and environmental science research (FORSCE) to conduct studies on shallow coastal areas, difficult to access with standard hydrographic platform, and in any season. FORSCE will consist of six main components: two types of motorized vehicles will be developed in close collaboration with CTA-BRP: a seadoo allowing navigation in shallow coastal areas and in cold waters with frazil ice and a versatile tracked vehicle capable to move on rough surfaces especially in winter. The seadoo will be used as a multisensor platform: multibeam echosounders, sediment profiler, multiparameter sensors and spectroradiometers, IMU-GNSS. The other vehicle will have cameras, LiDAR and IMU-GNSS antennas. An AUV equipped with cameras, LiDAR, IMU-GNSS antennas will also be acquired. Finally, two mobile laboratories will be acquired, one for geomatics and coastal remote sensing applications and the other for biogeochemical measurements and analyzes.

The main objectives with mobile vehicles will be 1) the design and maintenance of coastal and port infrastructures; 2) Improve the ability to quickly detect coastal environmental hazards; 3) 3D mapping of coastal habitats and ecosystems; 4) Improve and develop new algorithms in the field of remote sensing for bathymetry, bio-optical properties of the water column and coastal ice.

The development of FORSCE infrastructures will be done mainly over the next two years. The Canadian Hydrographic Service (CHS) could be involved in the integration and calibration of multibeam sonars so that the data generated with the platforms can meet Canadian and international standards. The bathymetric LiDAR data, hyperspectral images and multibeam data from CHS could also be used in the development of tools for estimating bathymetry and seabed data and validating data from FORSCE platforms. CHS-Atlantic's contribution will thus permit to cover a variety of types of coastal systems in Eastern Canada.

Contacts

Chercheur principal :
Pascal Bernatchez

Chargé de projet 
Mathieu Belisle