Développement d'outils d'aide à la décision utilisant l'imagerie SAR pour le suivi de la cryosphère et de l'hydrosphère

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Depuis 30 ans, la région arctique subit un réchauffement reflété par une variabilité interannuelle accrue du couvert de glace et sa diminution progressive. Ces changements dans le couvert de glace de l'Arctique ouvrent donc de nouveaux aléas et risques. Toutefois, ils amènent aussi des possibilités de développement économique (augmentation du cabotage, des navires de croisière, de l'écotourisme et de l'exploitation pétrolière et gazière). Ainsi, le génie maritime, la géomorphologie côtière, la navigation et l'exploration pétrolière et gazière se trouvent directement affectés par l'état et la dynamique temporelle du couvert de glace. Également, les Inuit ont développés des routes dites « traditionnelles » sur les baies, les anses et les rivières du Nunavut et du Nunavik pour accéder à leurs sites de chasse et de pêche ainsi qu'aux autres communautés. Bien souvent, ces routes se trouvent à traverser des secteurs où les risques de pertes de vie sont dorénavant accrus par la présence de glace de plus en plus jeune, donc moins épaisse. Toutefois, des outils permettant de gérer l'information sur la dynamique du couvert de glace côtier ou fluvial manque tant pour les communautés que pour les gestionnaires d'infrastructures ou de flotte maritime manquent. Afin de bien évaluer ces risques posés par la présence ou l'absence de glace côtière, il faudrait disposer d'une vraie quantification de l'intensité et de l'étendue de l'aléa glace, ainsi que de la probabilité de son occurrence. Une solution proposée est de créer un outil d'aide à la décision basé sur un modèle probabiliste de la variabilité spatiotemporelle des conditions de glace prenant en compte les changements climatiques grâce à l'information historique disponible sur le couvert de glace. L'approche alliera la disponibilité de données historiques (30 ans) de concentration de glaces à l'échelle régionale (25 km) et la haute résolution spatiale des cartes de glace locales (résolution de 3 à 9 m) issues de l'imagerie radar satellitaire. Nos travaux récents ont aussi montré le potentiel de l'imagerie radar polarimétrique pour extraire l'épaisseur de la glace fluviale. Nous poursuivrons donc le développement d'outils pour 1) la caractérisation du régime glaciel côtier 2) le suivi de la dynamique de la glace en rivière (englacement, débâcle, embâcles); et 3) l'estimation de l'épaisseur de glace à partir de données polarimétriques. Les résultats seront intégrés à des modèles ou à des systèmes de surveillance environnementale ou de gestion d'urgences déjà en usage chez l'utilisateur. Aussi, nous continuerons l'implantation de situations d'apprentissage et d'évaluation liées au suivi de la glace côtière dans les écoles secondaires du Nunavik. En parallèle, nous poursuivrons nos travaux pour la caractérisation de paramètres clés de l'hydrologie nordique: 1) la neige, 2) les tourbières et 3) le suivi de l'état de gel/dégel de la surface du sol dans les régions subarctiques. Ces informations serviront aux modélisateurs pour mieux estimer les impacts des changements climatiques sur la fonte du pergélisol et l'augmentation des gaz à effets de serres. Le développement de tous ces outils est rendu possible par la disponibilité de capteurs radars satellitaires offrant à la fois la haute résolution et une meilleure couverture temporelle et ce à différentes fréquences (X,L,C). Finalement, notre programme de recherche permettra de former du personnel qualifié pour exploiter toutes ces données SAR et développer des outils d'aide à la décision à la fine pointe de la technologie.