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Le nouveau modèle TIMES-Canada, en cours de développement, détaille le système énergétique des provinces et territoires, dans un premier temps jusqu’en 2020 puis, dans un deuxième temps, jusqu’en 2100. « Nous calibrons le modèle de façon à ce qu’il donne des réponses cohérentes pour le présent et pour le futur, fait valoir le chercheur de HEC Montréal. Afin d’alimenter ce travail de modélisation, nous utilisons les bilans énergétiques des provinces et territoires ainsi que différents facteurs socio-économiques. Chaque filière énergétique est décrite au moyen de technologies caractérisées par des paramètres économiques et techniques. Nous travaillons également à la construction d’une base de données pour certaines technologies énergétiques propres au contexte canadien, comme celles reliées à l’exploitation des sables bitumineux. Cette étape constitue un véritable défi. » Le modèle TIMES, plus flexible et mieux adapté au contexte de l’énergie et de l’analyse des politiques climatiques, résulte d’une amélioration du modèle MARKAL développé au sein du programme ETSAP (Energy Technology Systems Analysis Program) de l’Agence internationale de l’énergie. « TIMES bénéficie maintenant d’un cadre de modélisation parmi les plus avancés et d’une interface utilisateur de pointe, tout en conservant la structure de la base de données et la richesse de la description des technologies existantes dans MARKAL. Le développement d’un nouveau modèle TIMES-Canada, basé en particulier sur la représentation détaillée des technologies énergétiques, constitue une contribution importante à l’analyse des politiques énergétiques et climatiques au Canada, soutient M. Bahn. Actuellement, les modèles MARKAL et TIMES sont utilisés dans plus de 70 pays à des fins diverses, y compris l’analyse de stratégies pour réduire les émissions de GES au sein des secteurs énergétiques. » En matière de politiques climatiques, un autre défi concerne l’incertitude entourant l’ampleur et la vitesse des changements climatiques attendus. « Cette incertitude se traduit en particulier par des difficultés à concevoir des politiques qui permettraient de limiter les changements climatiques à des niveaux considérés comme non dangereux, par exemple limiter l’augmentation de la température moyenne de la planète à deux degrés Celsius », fait remarquer le chercheur de HEC. Une autre équipe du GERAD s’intéresse tout particulièrement à la prise de décision « sous incertitude » dans le domaine des politiques climatiques. Cette équipe est composée des professeurs Olivier Bahn, Alain Haurie et Roland P. Malhamé, d’où le nom de BaHaMa pour le modèle d’aide à la décision qu’ils sont à mettre au point. « Il s’agit d’un modèle dit d’évaluation intégrée, dans la mesure où il propose une modélisation (simplifiée) de l’économie, du secteur énergétique et également de l’évolution du climat. Ce modèle plus académique se situe à une échelle différente de celle de TIMES-Canada, note M. Bahn. Il s’agit d’un modèle mondial qui ne décrit que de façon générique les énergies propres par rapport aux énergies polluantes. Par contre, il prend en compte de façon explicite l’incertitude liée aux changements climatiques, ce qui représente pour le moment des défis de calculs dans la résolution du modèle. »
CENTRE D'ÉTUDE DE LA FORÊT (CEF) ET CENTRE SUR LES CHANGEMENTS CLIMATIQUES ET ENVIRONNEMENTAUX À L'ÉCHELLE DU GLOBE (C3EG)UNE PREMIÈRE PLANÉTAIRE : UNE MESURE DIRECTE DE LA CAPTATION DE CO2 PAR LES VÉGÉTAUX TERRESTRESUne équipe internationale a publié dans l'édition en ligne de juillet de la revue Science la première évaluation directe de la photosynthèse globale (CO2) par des milieux terrestres à l’échelle planétaire. Les estimés précédents faisaient appel à des mesures indirectes et à des modèles mathématiques. Le groupe de chercheurs dont fait partie le professeur Hank Margolis, de l’Université Laval, cosignataire de l’article et membre du CEF et du C3EG, rapporte que les différents écosystèmes de la planète captent chaque année un total de 123 milliards de tonnes de CO2.Ce chiffre repose sur des données provenant de plus de 400 sites d'observation répartis aux quatre coins du monde dans le cadre du projet international Fluxnet, amorcé il y a plus de dix ans afin de récolter des informations en continu sur les échanges entre l’atmosphère et les écosystèmes. Une trentaine de ces sites font partie du réseau géré par Fluxnet Canada/Programme canadien du carbone, dont M. Margolis est le directeur scientifique. Le siège de ce regroupement de chercheurs est situé à l’Université Laval. La captation de CO2 par les plantes se fait lors de la photosynthèse, le mécanisme utilisé par les plantes pour produire de la biomasse à l’aide de la lumière du soleil. Ce phénomène permet de compenser en partie la hausse des émissions de carbone provenant des activités humaines. C’est grâce aux efforts concertés de plusieurs centaines de chercheurs que des mesures de photosynthèse ont pu être réalisées depuis 1998 dans une grande variété d’habitats répartis sur les cinq continents. L'analyse détaillée des données a révélé de grands écarts dans la contribution respective des différents écosystèmes à la photosynthèse globale. Le plus efficace de tous est sans contredit la forêt tropicale qui capte 34 % de tout le carbone absorbé par les écosystèmes. Viennent ensuite les savanes (26 %), les terres cultivées (12 %), les forêts tempérées (8 %), les forêts boréales (7 %), les prairies naturelles (7 %), les déserts (5 %) et la toundra (1 %). Les chercheurs sont également parvenus à quantifier l'importance des précipitations et de la température sur l'ampleur de la photosynthèse dans chacun de ces écosystèmes. Ils ont ainsi démontré que les précipitations constituent le facteur déterminant de la photosynthèse dans 40 % des milieux terrestres. Cette influence se fait particulièrement sentir dans les savanes, les prairies et les terres cultivées. Dans les forêts tropicales et boréales, c'est plutôt la température qui joue ce rôle clé. « Ces données vont nous aider à améliorer la précision et la fiabilité des modèles de réchauffement climatique, avance Hank Margolis. Elles vont également nous permettre de mieux tenir compte de l'effet de rétroaction qui existe entre les écosystèmes et le climat, et ainsi de corriger des lacunes dans les modèles existants. » Le chercheur précise toutefois que ces mesures, bien qu’elles constituent par leur ampleur et leur précision une première scientifique, ne disent pas tout de la contribution de chaque écosystème au réchauffement du climat. Loin s’en faut! Bien des recherches seront encore nécessaires pour voir clair dans la contribution des écosystèmes au réchauffement climatique.
CENTRE DE RECHERCHE EN AMÉLIORATION VÉGÉTALE (CENTRE SÈVE) ET CENTRE D'ÉTUDE DE LA FORÊT (CEF)L’AGRICULTURE INTENSIVE, UNE MENACE POUR LES HIRONDELLESLe paysage agricole québécois a grandement changé au cours des dernières décennies. On est passé d’un cadre bucolique fait d’exploitations agricoles de type familial et d’un paysage diversifié comportant boisés, bosquets et ruisseaux, à un milieu agricole uniformisé composé de très grandes superficies cultivables où règne la monoculture (maïs, soya). Ce phénomène, particulièrement marqué dans le Sud du Québec, s’avère une menace pour les populations d’oiseaux champêtres, notamment en raison d’une perte d’habitats. Des travaux menés depuis plus de six ans par une équipe du Centre Sève, dirigée par Marc Bélisle, professeur à l’Université de Sherbrooke et membre du CEF, mettent en évidence les dangers de l’agriculture intensive pour la reproduction des hirondelles et les effets sur la viabilité de leurs populations. « Globalement, le problème tient dans la perte d’habitats, les zones de nidification, d’alimentation et de repos étant en partie détruites, précise Marc Bélisle. Ainsi, les petits cours d’eau sont remblayés pour accroître les surfaces cultivables et faciliter la circulation de la machinerie agricole. La perte d’habitats se traduit aussi par moins de plantes et de fleurs en bordure des champs, donc moins d’insectes pollinisateurs en pleine période de nidification. C’est une période où les oiseaux (même les granivores) sont surtout insectivores, car ils ont besoin de bonnes doses de protéines. On leur coupe ainsi leur principale source de nourriture. D’où un déclin annuel assez généralisé des populations d’hirondelles qui varie de - 2,5 % à – 7,5 % à l’échelle du Canada. » L’équipe du Centre Sève a entrepris en 2004 une recherche d’envergure et à long terme avec l’hirondelle bicolore comme espèce modèle. Cette étude a pour but de mieux comprendre les raisons d’un tel déclin, lequel touche l’ensemble des oiseaux insectivores qui s’alimentent en vol. « Afin d’avoir des sites qui présentent différentes qualités d’habitats, nous avons opté pour une grande échelle spatiale, soit 10 200 km2. Nous pouvons compter sur un réseau de 400 nichoirs répartis entre 40 exploitations agricoles du Sud du Québec, soit le triangle Sherbrooke-Montréal-Sorel, ce qui nous permet de bien comprendre les variations dans l’espace et dans le temps. Cette zone est particulièrement intéressante, car on y retrouve une importante biodiversité », fait valoir M. Bélisle.
Les chercheurs du Centre Sève s’intéressent aussi aux effets de la qualité de l’habitat sur la structure génétique de la population et la diversité génétique individuelle chez les hirondelles bicolores. « On sait encore peu de choses sur les facteurs qui influencent le niveau et la distribution de la diversité génétique. Dans le cadre de nos travaux avec les hirondelles, nous avons pu constater que les individus ayant le plus de diversité génétique arrivent plus tôt sur leurs aires de reproduction et s’installent dans les habitats qui correspondent à des cultures intensives, donc de moins bonne qualité. Un comportement qui nous a semblé étrange, confie M. Bélisle. Nous faisons l’hypothèse qu’en arrivant par le couloir du Saint-Laurent, les premières hirondelles s’installent dans les premiers sites de nidification disponibles. » Ce serait donc le principe du premier arrivé, premier servi, qui s’appliquerait… sans égard à la qualité de l’habitat. Pour information Monsieur Marc Bélisle
PROJET DE RECHERCHE EN ÉQUIPE
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Origine animale Origine humaine |
L’équipe de l’Université McGill s’intéresse notamment aux effets du gel et du dégel sur la survie des micro-organismes pathogènes et sur les risques de contamination. « Comment les épisodes de gel et de dégel influencent le potentiel infectieux des micro-organismes et affectent leur mobilité dans les eaux souterraines? C’est là un des aspects importants sur lesquels portent nos travaux qui sont susceptibles d’apporter un nouvel éclairage sur le modus operandi des micro-organismes pathogènes », précise la Dre Tufenkji qui travaille en collaboration avec le professeur Subhasis Ghoshal, Chandra Madramootoo et Gaétan Faubert de McGill ainsi que Pierre Payment de l’INRS.
Les chercheurs s’intéressent, entre autres, aux organismes non pathogènes comme indicateurs pour établir une corrélation avec le comportement d’organismes plus à risque. Le groupe de McGill est l’un des rares groupes de recherche à travailler avec la bactérie E. coli 157 : H7, soit la souche tristement célèbre de Walkerton. « Nous avons observé qu’une bactérie servant d’indicateur, une cousine non pathogène très proche de celle de Walkerton, ne se comporte pas du tout comme la bactérie pathogène et présente un taux élevé de survie. En fait, elle ne change pas de comportement dans le sol en fonction du gel-dégel contrairement à la souche pathogène », fait remarquer la chercheuse.
Le micro-organisme pathogène s’avère en fait particulièrement agressif. « Sa mobilité dans le sol s’accroît de façon très nette, soit de 30 % lorsque le pathogène est exposé au gel-dégel. Les risques de contaminations s’en trouvent dès lors accrus de façon significative, souligne Nathalie Tufenkji. Nous cherchons maintenant à comprendre ce qui change chez les microorganismes pathogènes et à expliquer l’effet des conditions environnementales du sol sur leur mobilité. Nous faisons l’hypothèse que le gel-dégel pourrait entraîner un changement génétique provoquant des modifications dans la membrane de surface des microorganismes. Il est aussi possible que le gel-dégel vienne modifier la taille et la forme des microorganismes. »
Le groupe s’intéresse également à la détection des pathogènes en développant des biocapteurs soigneusement calibrés qui détectent les micro-organismes à des concentrations spécifiques. « Nous avons un biocapteur qui fonctionne assez bien avec la bactérie de Walkerton. Nous cherchons maintenant à accroître la sensibilité de ce biocapteur afin qu’il puisse détecter d’autres agents pathogènes comme les protozoaires et les virus, fait valoir la Dre Tufenkji. De plus, nous croyons qu’il serait possible d’utiliser le biocapteur à d’autres fins, par exemple pour la détection de contaminants dans les aliments et les boissons ainsi que dans les installations de traitement d’eau. »
Pour information Madame Nathalie Tufenkji |
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