Publications

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 : 

cfi-master-logo
gouv quebec

English

 

 

What is the FORSCE project?

 

The project aims to develop a world unique operational fleet of coastal and environmental science research (FORSCE) to conduct studies on coastal areas, in any season.

With more than 16% of the world coastlines, Canada ranks first among countries with access to the sea. Coastal zones are of paramount importance for economic and social development on a global scale. It is also at the edge of coastal areas that ecosystems are most productive, providing vital ecological services to populations. These regions are experiencing the greatest environmental changes, mainly due to human disturbance (destruction of 20% of coral reefs, loss of 20% of coastal marshes, decline in fish stocks, increase of hypoxic or dead zones, etc.), but also due to the acceleration of global sea-level rise, one of the most consequential  effects of global warming.

In colder regions, reduced ice cover will increase the coastal zone’s exposure to extreme events such as winter storms, as well as accelerate cliff retreat and permafrost melt. As a result, there is an increase in the exchange of mineral and organic matter, the effects of which on coastal ecosystems, food webs and biogeochemical cycles are virtually unknown. Accelerated sediment transport also causes problems in port areas and waterways. Yet paradoxically, the shallow coastal zone, which varies from a few meters to a few kilometers wide depending on the region, is also the least documented due to the lack of suitable study platforms. Knowledge on winter processes is particularly limited, making it difficult to assess the impacts of warming in marginal areas of ice and coastal ice until now. There is an urgent need to develop new platforms adapted to winter and ice conditions in order to properly assess these environmental upheavals and find effective adaptation solutions, while supporting the maritime industry.

With the collaboration of researchers at the national and international level and several federal, provincial, private and not-for-profit organizations, we aim to take a fresh look on coastal zones by creating synergy between different coastal science disciplines and on a collaborative approach between several sectors of the maritime environment (transport, risk management, fisheries, heritage, ecotourism, etc.) and organizations.

The operational fleet consists of a watercraft suitable for navigation in icy and shallow waters, a tracked vehicle that can travel on landfast and pack ice; an unmanned aerial vehicle (UAV) equipped with LiDAR, a multispectral camera and an oblique photo camera system; two mobile laboratories; a geospatial technology laboratory; and a Web platform for sharing data and exchanging information on maritime issues.

 

Infrastructure and instruments

 

As a part of FORSCE, two types of motorized vehicles adapted to winter conditions will be developed in close collaboration with the Advanced Technology Center of Bombardier Recreative Products (CTA-BRP): multi-instrument watercrafts and multi-purpose tracked vehicles (Yeti) towing laboratories and capable of travelling over uneven surfaces such as coastal ice.

Watercraft: this navigation platform includes a variety of measuring instruments, GPS antennas, an inertial platform, a LiDAR laser scanner, single-factor and multibeam echo sounders, a sediment profiler, a video camera, multiparameter probes and spectroradiometers. These equipments will gather a wide range of information such as high-resolution and accurate bathymetric data, bottom stratigraphy, substrate and habitat types (vegetation), physico-chemical (temperature, conductivity, oxygen, pH, CO2) and bio-optical (spectral reflectance, chlorophyll-a, particulate and dissolved carbon) properties of the water column.

 

schema_motomarine

motomarine_ldgizc

 

Yeti:  this all-terrain vehicle equipped with a heated cockpit includes a LiDAR, a multispectral camera, an inertial navigation system, a computer and is is designed to tow a mobile laboratory equipped with computer stations to carry out spatial analysis and image processing directly at the study sites. It will also e equipped with a remotely operated underwater vehicle to describe substrate and habitat types and the water-ice interface.

 

yéti

 

FORSCE also includes:

-    A unmanned aerial vehicle (UAV) integrating a multispectral camera, two high-resolution colour cameras, a LiDAR, an inertial and georeferencing platform that can be deployed in all coastal environments from land or an oceanographic vessel;

 

drone

 

-    A biogeochemical measurement and analysis laboratory for rapid in situ processing of ice, sediment, water, biological material and gas samples;
-    A research laboratory in geospatial technology applied to coastal and environmental sciences based in the Geomatics Department at Cégep de l'Outaouais;
-    An innovative platform for analysis, exchange and WEB dissemination: the virtual platform will enable the dissemination of knowledge and the exchange of information on coastal zone issues with partners from different sectors, users and citizens.

 

Associates and partners


FORSCE brings together experts from several fields of research (physical oceanography, geomatics and remote sensing) and several universities (UQAM, U. Laval, McGill, Calgary, Memorial, Arizona State (USA); Brest (France); Potsdam (Germany)), colleges (CEGEP Outaouais), federal (Fisheries and Oceans Canada; Canadian Hydrographic Service; Canadian Coast Guard; Geological Survey of Canada) and provincial ministers (Sécurité publique, Transports Québec, Environnement et Lutte contre les changements climatiques), private companies (CartoVista, Bombardier Recreative Products, instruments suppliers), and not-for-profit organizations working in technology transfer and R&D (Research and Development Center in Coastal and Ocean Mapping – CIDCO, ZIP committees).

 

Main researchers-users:

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

 

Other users:

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)

 

Financial partners:

innovation

 

 

 

Québec

 

 

 

 

Contacts

Chercheur principal :
Pascal Bernatchez

Chargé de projet 
Mathieu Belisle