Plongée dans l'univers des champignons marins
Plongée dans l'univers des champignons marins
Retour sur une expédition en mer éducative au cegep marque le coup d’envoi du programme Novasciences chez Biopterre !
Blog publié sur le site web de Biopterre le 11 novembre 2024
Situé au cœur du Bas-Saint-Laurent, Biopterre et le Cégep de La Pocatière embarquent des étudiant·es dans une aventure scientifique. À travers un projet interdisciplinaire, ces futur·es scientifiques, technicien·es et ingénieur·es se plongent dans l’exploration d’un univers encore largement méconnu : la biodiversité fongique du fleuve Saint-Laurent.
Financée par le programme NovaScience du ministère de l’Économie, de l’Innovation et de l’Énergie du Québec, cette initiative représente une immersion dans le domaine émergent des biotechnologies marines. Les étudiant·es issu·es d’une multitude de programmes tel que Sciences de la nature, Techniques de bioécologie, Technologie du génie physique et Informatique collaboreront pour découvrir et caractériser des microorganismes cachés dans les profondeurs du fleuve, susceptibles de révolutionner notre compréhension de cet écosystème unique et d’ouvrir la voie à des innovations biotechnologiques inédites.
L’objectif premier de cette initiative et du programme NovaScience est de stimuler l’interdisciplinarité scientifique tout en attisant la curiosité de la communauté étudiante pour la science appliquée. Ce projet d’une durée de deux ans met en lumière l’importance de la collaboration dans l’avancement des connaissances et les initie concrètement aux enjeux actuels des biotechnologies marines.
Notre laboratoire à ciel ouvert
Le fleuve Saint-Laurent, qui fait partie intégrante du paysage régional, est observable depuis le campus du Cégep, mais sa biodiversité, notamment microbienne, demeure en grande partie méconnue. Ce programme vise ainsi à combler ces lacunes, à approfondir la compréhension des écosystèmes marins du fleuve, en mettant l’accent sur la diversité fongique et à stimuler la curiosité scientifique des étudiants à l’égard du fleuve qu’ils côtoient quotidiennement.
Larguer les amarres
Le coup d’envoi de cette initiative a été donné en grand le 1er octobre 2024, lors d’une mission d’une journée en mer à bord du navire de recherche Coriolis II. L’objectif, pour les étudiant·es à bord, était de collecter des données environnementales et des échantillons qui allaient servir de base pour la suite du programme. Les prélèvements d’échantillons ont été effectués au large de Rimouski, de la zone côtière jusqu’au milieu du chenal, sur un transect visant à échantillonner un large gradient de profondeur (de 0 à 300m), afin de favoriser la diversité des organismes récoltés. Les échantillons, comprenant des macroinvertébrés, du phytoplancton, ainsi que divers fragments de bois et sédiments, serviront de matériel de recherche pour d’autres groupes d’étudiant·es, qui se chargeront d’isoler, d’analyser et de caractériser cette biodiversité inexplorée.
L’union fait la force
La recherche scientifique est un travail d’équipe. La collaboration est non seulement un bon moyen d’optimiser les fonds et les efforts, mais elle s’avère essentielle pour faire progresser les connaissances plus rapidement et relever les défis tels que ceux soulevés par cette initiative. Cette première mission en mer a donc été le fruit d’une collaboration entre plusieurs organisations :
Centre de recherche initiateur du projet. Notre technicienne de laboratoire, Marilee Thiffault, était la cheffe de mission, appuyée par Catherine Bélanger pour la planification technique et la coordination du projet.
Appui pour l’engagement et la participation des enseignant·es.
Prêt de matériel et technique. Un de leurs techniciens spécialisés en océanographie, Frédérik Bélanger, a supervisé l’utilisation du matériel d’échantillonnage.
A permis d’optimiser la planification autour de leur mission stage et Ecomarine.
Avec plusieurs années d’expérience en coordination de missions en mer sous la ceinture, Maude Boissonneault a aidé à ficeler tous les aspects de planification avec les différents partenaires.
Organisme gestionnaire du N/R Coriolis II, qui a coordonné l’équipage à bord et la gestion du navire.
Formation en mer: au cœur de l’action
La mission s’est révélée très enrichissante pour les étudiant·es, tant par les compétences techniques acquises que par l’immersion dans un environnement de recherche maritime. Elle a offert une opportunité unique de se familiariser avec une diversité de techniques spécifiques au domaine. Parmi ces techniques, on retrouve La benne à sédiment Van Veen, utilisée pour prélever des échantillons du fond marin, des techniques de préparation d’échantillons par tamisage, et le filet à plancton. Un autre instrument de pointe incontournable des missions en mer est la CTD rosette, qui permet de dresser un portrait physico-chimique détaillé de la colonne d’eau, enrichissant ainsi leur compréhension des dynamiques marines.
Ces expériences pratiques leur ont permis de développer des compétences techniques et de renforcer leur capacité à analyser des données environnementales en temps réel. Travailler aux côtés des membres d’équipage a également été formateur, témoignant d’une perspective concrète des réalités et des défis de la recherche sur le terrain.
Le potentiel inédit des champignons marins
Le rôle des champignons marins est comparable à celui de leurs homologues terrestres, c’est-à-dire qu’ils sont reconnus pour agir principalement comme décomposeurs de matières ligneuses et autres substances organiques présentes dans l’environnement marin et peuvent également fonctionner en tant que parasites ou organismes symbiotiques. Cependant, les champignons marins se distinguent par leur capacité à s’adapter aux conditions environnementales spécifiques et extrêmes du milieu aquatique.
Par exemple, les souches présentes dans le fleuve Saint-Laurent doivent faire face à des variations de température, de pH, de pression osmotique, ainsi qu’à une forte compétition pour les ressources. Ces contraintes ont conduit ces champignons à développer des mécanismes adaptatifs uniques, aboutissant à des voies métaboliques qui leur permettent de produire des molécules et enzymes inédites, présentant un potentiel considérable pour diverses applications industrielles (pharmaceutique, alimentaire, agricole et autres).
Par ailleurs, il est estimé que seulement 0,01 à 0,1 % des microorganismes marins sont actuellement identifiés, ce qui révèle un potentiel immense pour la découverte de nouveaux composés bioactifs à usage commercial. Cette richesse inexploitée souligne l’importance de poursuivre les recherches dans ce domaine. Les travaux menés par les étudiant·es ne sont donc pas seulement formateurs d’un point de vue académique : ils contribuent directement à l’identification de nouvelles espèces fongiques marines, ouvrant ainsi la voie à la valorisation de nouvelles ressources biologiques encore largement inconnues.
Mission accomplie!
Cette mission a non seulement accompli tous ses objectifs, mais a joué un rôle clé en générant une quantité importante d’échantillons et de données exploitables. Parmi les activités à venir, on prévoit, par exemple, l’utilisation des échantillons de bois et de sédiments pour isoler et caractériser les espèces fongiques dans divers cours de microbiologie. Les macroinvertébrés et le phytoplancton seront quant à eux identifiés dans le cadre d’un cours d’écologie, tandis que les données environnementales recueillies à l’aide de la CTD rosette serviront de support pour des études de cas dans les cours de statistiques et de mathématiques. Certaines espèces fongiques seront également intégrées aux cours de génie physique pour développer des procédés expérimentaux basés sur leurs propriétés spécifiques. En outre, la mission représente une opportunité pour le corps enseignant, qui est invité à faire preuve de créativité en concevant des activités pédagogiques autour de cette thématique, afin de maximiser l’impact éducatif et scientifique de cette expédition.
Ainsi, de nombreux projets verront le jour grâce à cette initiative, la communauté étudiante étant encouragée à sélectionner des données et des espèces fongiques collectées pour concevoir leurs propres projets autonomes. La mission a été si enrichissante et bénéfique à leur égard que nous envisageons de répéter cette expérience pour les futures cohortes.
Au-delà de la formation, les données et les échantillons récoltés seront également mis à la disposition des entreprises du domaine via la recherche effectuée chez Biopterre, favorisant ainsi le développement de nouvelles technologies basées sur cette biodiversité unique.
Renforcer les ponts transatlantiques : une délégation européenne en mission au Québec
Renforcer les ponts transatlantiques : une délégation européenne en mission au Québec
Du 28 octobre au 1 novembre 2024, le Québec a accueilli une délégation européenne dans le cadre de Transatlantic, un projet pilote mené par la Commission Arc Atlantique de la Conférence des Régions Périphériques Maritimes (CAA-CPMR), Forum Oceano (Portugal) et CEI·MAR (Espagne). Cette première mission visait à établir des liens solides entre les écosystèmes maritimes du Québec et de l’Europe autour de thématiques clés comme l’économie bleue, les infrastructures maritimes durables et la transition énergétique. Voici un retour sur cette semaine riche en échanges et en découvertes.
Une rencontre entre deux écosystèmes maritimes
Le Québec est la seule région maritime hors Union Européenne (avec le Pays de Galles), faisant partie de la CRPM. Reconnu pour son expertise en recherche et en innovation maritimes, la province est un chef de file et donc un partenaire idéal pour tisser des liens de collaboration transatlantiques en la matière.
La délégation européenne, comprenait des représentant·es de régions maritimes telles que la Nouvelle-Aquitaine, la Bretagne, l’Andalousie, Alentejo, Lisbonne et le Pays de Galles, qui ont eu l’occasion de découvrir les initiatives novatrices portées par divers organismes-clés du Québec en matière de développement maritime durable.
Rencontres clés à Québec
La semaine a commencé à Québec, où les co-organisateurs de la mission, Technopole maritime du Québec (TMQ) et le Réseau Québec maritime (RQM) ont ouvert le bal en souhaitant la bienvenue à la délégation. Après une introduction à Avantage Saint-Laurent, la vision maritime du gouvernement du Québec, par le ministère des Transports et de la mobilité durable (MTMD), s’en sont suivis des échanges entre organismes phares liés au transport maritime. Le Port de Québec, la Société de développement économique du Saint-Laurent (Sodes) et Alliance Verte ont pu exposer le fonctionnement du secteur au Québec, ainsi que leurs programmes novateurs respectifs pour promouvoir la décarbonation du transport maritime et soutenir l’innovation dans le secteur.
Des délégué·es ont également pu présenter des initiatives similaires en Europe, partageant leur vision des corridors verts et des défis liés aux ports durables. Ces échanges ont ouvert le dialogue et jeté les bases d’une coopération sur des thématiques prioritaires telles que les énergies marines renouvelables et l’adaptation climatique.
Rimouski, un pôle de recherche en sciences maritimes
La mission s’est ensuite poursuivie à Rimouski, un pôle régional incontournable de la recherche, du développement et de l’innovation (R&D&I) maritimes. Des visites de terrain à la station aquicole de l’Institut des sciences de la mer de l’Université du Québec à Rimouski (ISMER-UQAR) et aux installations d’Innovation maritime ont suscité la curiosité et de l’intérêt pour ces infrastructures à la pointe de la technologie.
Les discussions à Rimouski ont également permis de mettre en avant des organismes de recherche et entrepreneuriaux, pionniers en biotechnologies marines et en technologies propres, qui ont illustré la capacité du Québec à marier excellence scientifique et innovation appliquée. On y comptait l’ISMER-UQAR, l’OGSL, Merinov, le CRBM, CIDCO, OpDAQ systèmes, la Première Nation Wolastoqiyik Wahsipekuk, OceanRiot, Arctus, Sensea et l’IFQM.
Des présentations de centres de recherche et de PME européennes à vocations similaires ont fait écho à ces présentations, notamment Forum Oceano, CEI·MAR, Bangor University, S2Aqua, Ad mare Solutions, Columbi Salmon et IPMA.
Deux ateliers de co-construction entre pôles de recherche et PME ont contribué à l’idéation de projets transatlantiques communs dans ces deux secteurs d’activité.
Montréal : Intelligence artificielle et économie bleue
Un arrêt était de mise sur la longue route qui relie Rimouski à Montréal, à laquelle nos collègues européens sont peu habitué·es. Ce fut l’occasion de s’arrêter à Lévis pour se dégourdir les jambes et profiter d’un repas-conférence en lien avec le secteur du « tourisme bleu », avec la participation de Croisières du Saint-Laurent et de l’École supérieure d’hôtellerie et de tourisme d’Estoril (ESHTE).
La mission s’est conclue à Montréal avec un focus sur l’intelligence artificielle (IA) appliquée au secteur maritime. Des startups comme Whale Seeker et Oneka, ainsi que des centres de recherche tels que le Mila, IVADO et le Réseau de recherche en économie circulaire du Québec, ont présenté leurs initiatives phares et partagé leurs perspectives de développement d’une IA responsable. Des projets de recherche novateurs visant à optimiser la logistique portuaire et le transport maritime grâce à l’IA ont été présentés par Loubna Benabbou (UQAR) et Jean-François Audy (UQTR). Ces échanges et discussions ont généré des idées, renforçant l’optique que la collaboration technologique transatlantique pourrait jouer un rôle clé dans la transformation durable du secteur maritime.
Enfin, ce fut un honneur d’accueillir la déléguée générale du Québec à Bruxelles, Geneviève Brisson, en visite à Montréal et actrice clé dans l’adhésion du Québec à la CRPM, qui conclut cette belle semaine foisonnante d’idées et de richesse d’échanges. La prochaine mission, au Pays de Galles cette fois-ci, a été présentée par Agile Cymru. Celle-ci sera l’occasion pour des représentant·es du secteur maritime du Québec de poursuivre le codéveloppement de projets réfléchis ici, et d’aller à la rencontre de nouveaux partenaires potentiels outre-Atlantique.
Des perspectives prometteuses pour la coopération transatlantique
C’est donc la tête pleine d’idées et le cœur motivé que s’est achevée la mission Transatlantic 2024. Les délégué·es et les représentants du Québec maritime s’accordent à dire que ces premiers contacts constituent une étape fondamentale pour construire un avenir maritime durable et commun, où convergent les initiatives locales et les visions globales.
Webinaire à venir
Un troisième webinaire dans la série Tansatlantic aura lieu le 17 décembre 2024, pour aborder les outils et les mécanismes de financements de coopération transatlantique. Gardez l’œil ouvert pour les détails à venir!
Réduire les risques d’inondations du lac Saint-Pierre
Mon pays c’est l’hiver… puis la glace et les plantes aquatiques
Au Québec, printemps après printemps, la plaine du lac Saint-Pierre est l’une des régions les plus vulnérables aux inondations. Certaines sont plus prononcées que d’autres, comme celle qui est survenue en 2019 et qui a transformé les abords de l’autoroute 40 en un immense lac entre Yamachiche et Berthierville. Les changements climatiques risquent encore d’accentuer le phénomène.
D’où l’intérêt de la vaste étude interdisciplinaire dirigée par le chercheur Andrea Bertolo, professeur en écologie aquatique à l’Université du Québec à Trois-Rivières (UQTR), et soutenue par le Réseau Inondations InterSectoriel du Québec (RIISQ) ainsi que par le Réseau Québec maritime (RQM). En quelques mots, il s’agit de comprendre les interactions entre la glace et les herbiers aquatiques, car celles-ci peuvent avoir une incidence sur les risques d’inondation.
Le professeur Bertolo, originaire d’Italie, a baptisé son étude « Mon pays c’est l’hiver ». Depuis 2012, il s’intéresse à la question des plantes qui poussent sur le lit du lac Saint-Pierre. Il s’est rendu compte que la manière dont la glace hivernale intervient sur la dynamique de cette végétation avait été peu explorée.
Comment la lumière du soleil arrive-t-elle à se frayer un chemin jusqu’aux plantes situées sous la glace? À l’inverse, comment ces plantes peuvent-elles influencer la solidité de la glace, par exemple dans les zones peu profondes? En bout de piste, peut-on imaginer prévoir les risques d’embâcle en amont lors de la fracture de cette glace, qui peut alors augmenter le risque de débordement du fleuve au printemps?
« C’était une grande boîte noire, affirme le professeur, mais l’écologie hivernale aquatique est devenue, depuis peu, un enjeu d’actualité du fait de ses ramifications… C’est un tout nouveau pôle d’expertise qui se met en place, malgré des contraintes comme le fait de s’aventurer sur la glace dont on ne connaît pas toujours l’épaisseur! »
Voir à travers la glace
À cet égard, l’étude peut notamment compter sur l’apport d’Alexandre Roy, professeur en télédétection en sciences de l’environnement à l’UQTR, qui travaille sur le projet avec son collègue Christophe Kinnard.
À partir de données recueillies par le satellite canadien Radarsat-2, le professeur Roy a travaillé à caractériser les types de glace ainsi que leur phénologie, c’est-à-dire leurs cycles d’apparition et de disparition.
L’objectif d’Alexandre Roy et de son équipe est la suivante : « Notre ambition est de parvenir à réaliser l’épaisseur de la glace à partir des images radar. Cette information peut contribuer à mieux comprendre l’hydrologie du lac et ses répercussions sur les inondations du printemps ».
Autrement dit, grâce à la télédétection qui s’est affinée, il examine les données pour voir les mouvements de la glace d’année en année.
Mesure de l’épaisseur de la couche de neige par dessus la glace (crédit: Gabrielle Crête).
Le reste du travail revient aux chercheurs sur le terrain. Est-ce que l’épaisseur de la glace joue ensuite un rôle? Est-ce qu’on pourrait ainsi prévoir la suite? Alexandre Roy poursuit en affirmant « […] si plus de plantes poussent au fond du lac, il se peut qu’elles contribuent à ralentir la vitesse du fleuve et qu’elles modifient la phénologie de la glace ».
« Nous travaillons ainsi à établir un modèle basé sur l’historique de ce couvert », dit Andrea Bertolo. Il souligne que la glace qui casse peut causer des embâcles annonciateurs d’inondations, mais qu’elle dépend en partie de la végétation aquatique, d’où l’importance de comprendre comment les deux s’influencent mutuellement.
C’est également dans ce contexte que le projet peut compter sur l’apport de Julie Ruiz, géographe et professeure en sciences de l’environnement à l’UQTR.
Madame Ruiz s’est notamment penchée sur la question suivante : comment est-ce que les populations riveraines perçoivent ces relations, au moins intuitivement? Comment arrimer ces perceptions avec ce que d’autres parties prenantes connaissent?
L’importance de partager les données
Madame Ruiz soulève l’importance de partager les données : « Surtout que plein d’informations ont été amassées, mais qu’elles n’ont pas été véritablement partagées, comme si chacun travaillait en silo ».
Dans les faits, pour ce qui est de la glace, de nombreux intervenants ont pu recueillir des connaissances au fil du temps : la Garde côtière canadienne, le Service canadien des glaces, les différents acteurs fédéraux et provinciaux pour la pêche et la faune, le ministère de la Sécurité publique du Québec, pour en nommer que quelques-uns.
L’échantillonnage de glace se fait grâce à des carottiers, qu’il faut faire pénétrer par rotation (crédit: Gabrielle Crête).
La carotte de glace est ensuite mesurée et étiquetée pour la préservation et l’analyse (crédit: Gabrielle Crête).
« Et tout ce beau monde accumule des données en considérant son propre objet, mais les missions ne se croisent pas, c’est ce qu’il faudrait pour parvenir à une véritable gestion intégrée pour la santé de l’écosystème du lac Saint-Pierre », souligne-t-elle. Par exemple, certains considèrent la glace pour elle-même avec l’objectif de maintenir le chenal ouvert pour la navigation, mais investiguer la vigueur des herbiers n’entre pas dans leurs attributions, et vice-versa.
« On sent le besoin pour le partage de ces informations, mais il n’existe pas encore de motivations qui poussent les intéressés à se parler ni de porte d’entrée claire, ajoute-t-elle, de là l’importance d’aller au-devant des populations, des scientifiques et des gestionnaires ». Et elle s’emploie précisément à développer ce genre de démarche participative.
Au bout du compte, avec toutes les données recueillies et celles des relevés du professeur Roy, le projet devrait permettre la confection d’un modèle qui découle d’un outil mis au point à l’UQTR par Pierre-André Bordeleau, géomaticien au centre RIVE, dans le cadre du Pôle d’expertise multidisciplinaire en gestion durable du littoral du lac Saint-Pierre.
« Le modèle est très précis pour les inondations printanières, mais il ne prend pas en compte la glace, d’où son intérêt pour notre projet, dit Andrea Bertolo. Il peut prédire ce qui s’en vient, c’est impressionnant, ça colle avec les images satellites. On pourra alors comparer les zones effectivement inondées en présence de glace avec celles que le modèle aurait identifiées et vérifier son efficacité ».
Mais sa passion, au-delà de l’intérêt évident pour la prévisibilité des inondations, demeure de saisir toutes les interactions entre la glace et les herbiers aquatiques, ainsi que leur influence dans un écosystème aussi complexe que celui du lac Saint-Pierre, où se déroule toujours, par exemple, une des dernières pêches lacustres commerciales dans le Saint-Laurent.
« Avec le réchauffement du climat, les épisodes extrêmes comme les embâcles hivernaux vont se reproduire, dit-il, de là l’importance de comprendre toute cette dynamique de manière à ajuster nos interventions, au besoin », et ce, pour maintenir l’écosystème du fleuve en santé.
Une partie de l’équipe du projet Mon pays c’est l’hiver : Gabrielle Crête (UQTR), Andrea Bertolo (UQTR), Jimmy Poulin (INRS), Dave Mongrain (UQTR), Alexandre Roy (UQTR), Pierre-Alexis Drolet (MFFP), Guillaume Canac-Marquis (MFFP),Thomas Jourdan (Université de Savoie, France) (crédit: Gabrielle Crête).
Ce projet est financé par :
