L'hiver dernier, des chercheurs du Center for Earth Observation Science (PDG) de l'Université du Manitoba (UM) ont terminé la toute première expérience de déversement de pétrole contrôlé à l'Observatoire Marine Churchill (CMO). Il s'agissait d'une étape importante dans un effort plus important pour comprendre comment l'huile se comporte dans l'Arctique et comment les microbes de l'Arctique pourraient aider à le nettoyer.
L'étude fait partie de Genice II, un projet collaboratif et multidisciplinaire dirigé par les PDG. Son objectif? Pour mieux se préparer et répondre aux déversements de pétrole dans l'Arctique en combinant la technologie de pointe, la génomique, la chimie et la télédétection.
La pollution par le pétrole dans les environnements arctiques n'est pas bien comprise, mettant l'accent sur le besoin urgent de ce type de travail. Avec le changement climatique accélérant la perte de glace de mer dans la baie d'Hudson et l'océan Arctique en général, la région est confrontée à une activité d'expédition accrue, augmentant le risque de déversements de pétrole.
« Afin de devancer les défis qui accompagnent un transport accru, nous voulons être en mesure d'atténuer et de surveiller les déversements de pétrole si elles se produisent », explique Agoston Fischer, technicien PDG de l'équipe de recherche de Geneice II.
Genice II est une continuation du projet original de Génice I lancé en 2016. Le projet est dirigé par le Dr Eric Collins, un président de recherche du Canada dans les services écosystémiques microbiens marins. Les autres chercheurs principaux travaillant sur l'expérience de déversement de pétrole sont le Dr Dustin Isleifson et le Dr Gary Stern des PDG et le Dr Nagissa Mahmoudi de l'Université McGill.
L'objectif est non seulement de mieux comprendre le comportement des déversements de huile dans l'Arctique et le rôle que les microbes jouent dans sa dégradation, mais « d'établir des technologies de télédétection qui détecteront, caractériseront et surveiller la pollution pétrolière », déclare Durell Desmond, un chercheur postdoctoral PDG.
Simulation de marée noire au CMO
Le CMO est une installation de pointe, bien équipé pour ce type de recherche. Il est situé sur les rives de la baie d'Hudson et comprend deux grandes piscines qui peuvent être remplies d'eau de mer naturelle de l'estuaire de Churchill River. Une piscine sert de contrôle, tandis que l'autre est utilisée comme piscine expérimentale, où l'huile peut être ajoutée.
En novembre 2024, les chercheurs PDG ont commencé à collecter des données de base des piscines d'eau de mer. Début décembre, ils ont introduit 113 litres de diesel, le même type de mazout qui est couramment utilisé par les navires de la région, sous la glace dans la piscine expérimentale. Au cours de plusieurs semaines, l'équipe de chimistes, de microbiologistes et d'experts de télédétection a surveillé comment le diesel a bougé, changé et a été décomposé.
Suivi des microbes en temps réel
L'un des principaux composants de recherche est de mieux comprendre comment les microbes de l'Arctique réagissent à la pollution pétrolière. À l'aide de dispositifs de séquençage d'ADN portables, les microbiologistes peuvent déterminer l'abondance relative de microbes dégradant d'huile avant, pendant et après la simulation du déversement.
« Après l'ajout du diesel, nous nous attendons à voir des microbes dégradant l'huile, puis à mesure que les nutriments deviennent limitatifs et que le diesel se décompose, les microbes dégradant de l'huile devraient commencer à diminuer », explique Jocelyn Plouffe, microbiologiste PDG. « Une fois que la communauté microbienne de base revient, c'est une bonne indication que la majeure partie de cette huile a été biodégratée. »
Les outils ADN portables, sur la taille d'un smartphone, fournissent des résultats presque instantanés. Les chercheurs espèrent que cette technologie pourrait un jour être utilisée par les communautés du Nord pour surveiller la qualité locale de l'eau en cas de déversement.
Indices chimiques et détection à distance
Les chimistes PDG ont également utilisé la spectrométrie de masse pour analyser et identifier les aérosols et les composés volatils libérés par le diesel. Ces profils chimiques peuvent ensuite être comparés aux changements dans les populations microbiennes.
Pendant ce temps, les experts de télédétection ont déployé des systèmes radar et lidar pour détecter les changements dans les propriétés physiques de la glace. L'huile qui monte à travers la glace a modifié sa température, sa salinité et sa rugosité de surface, les signaux que les systèmes radar ont pu ramasser quelques jours avant que l'huile ne devienne visible sur la surface de la glace.
Cela pourrait être crucial pour améliorer les outils de surveillance des satellites. « Les satellites ne capturent que des événements de pollution à grande échelle, et à ce moment-là, il pourrait être trop tard », explique Mahdi Zabihi Mayvan, un doctorat PDG. candidat. « Nous pouvons calibrer des satellites avec ces systèmes au sol, nous permettant de détecter les déversements plus rapidement et à plus petite échelle. »
Science dans des conditions inférieures à zéro
Le travail sur le terrain au CMO est venu avec ses défis. Les chercheurs ont été confrontés à de longues heures à l'extérieur dans des conditions froides et venteuses, portant des combinaisons et respirateurs pour mener leurs expériences en toute sécurité.
Malgré l'environnement sévère, qui a entraîné des dysfonctionnements occasionnels de l'équipement, l'équipe a réussi à s'adapter. « C'était définitivement une expérience d'apprentissage », explique Lisa Oswald, technicienne PDG. « Mais je pense que nous serons bien préparés quand nous reviendrons. »
Avec les connaissances acquises par cette expérience, l'équipe espère s'y construire et apporter des améliorations pour la prochaine fois.
En avant
Cette expérience inaugurale n'est que le début. L'équipe Genice II prévoit de retourner à nouveau au CMO cet hiver pour tester différents scénarios de déversement et recueillir plus de données saisonnières.
Pour l'instant, l'équipe de recherche travaille dur pour analyser et traiter ses données à partir de l'hiver dernier.
« Nous sommes allés à Churchill en tant que scientifiques individuels », explique Mahdi. « Mais nous sommes partis en équipe. »
Avec le succès de cette première expérience en son genre, Genice II prouve que la recherche collaborative est essentielle pour protéger les environnements arctiques face à la croissance du climat et des pressions industrielles.
