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Environnement

Exploration du Saint-Laurent en plein hiver

Sur le brise-glace Amundsen, des scientifiques ont eu un accès privilégié au Saint-Laurent en plein hiver. Avec les difficultés que cela comporte.
29-05-2019

Sur le brise-glace Amundsen, une vingtaine de scientifiques (et notre journaliste) ont eu un accès privilégié à l’estuaire et au golfe du Saint-Laurent en plein hiver. Avec les difficultés que cela comporte. Récit d’une odyssée.

Il fallait affronter la mer. Alors que le navire était réfugié dans la baie de Gaspé, à l’abri de la tempête, il a été appelé pour dégager un vraquier, le Cresty, coincé dans la glace près de l’île d’Anticosti.

En cette journée de février, les vents soufflent à 40 nœuds (ou 74 km/h). La proue de l’Amundsen, le brise-glace de la Garde côtière canadienne, défonce la houle de deux mètres, projetant des gouttelettes par-dessus la rambarde. Les embruns gèlent rapidement, figés par l’air à -15 °C. Des jets montent si haut qu’ils frappent les fenêtres de la timonerie, cinq étages au-dessus de la surface de l’eau.

Peu importe l’appel à l’aide du Cresty: les mauvaises conditions météo auraient forcé l’abandon de toute entreprise scientifique aujourd’hui. Pour la vingtaine de chercheurs à bord, cette pause forcée est l’occasion de souffler un peu. Certains d’entre eux jouent aux cartes ou au babyfoot, d’autres se reposent dans leur cabine, tandis que je me mets à écrire dans le salon de l’équipage. Depuis un peu plus d’une semaine, l’équipe travaille de longues journées pour percer les mystères hivernaux du fleuve, de l’estuaire et du golfe du Saint-Laurent. Une région qui, malgré sa proximité avec le Québec de la terre ferme, est très mal comprise durant la saison froide.

«Qu’est-ce qui se passe dans la colonne d’eau en termes d’activité primaire? Où en est le cycle de reproduction des poissons? Quelle est la dynamique sédimentaire? Quel est le rôle de la glace dans le transport des sédiments et de l’érosion côtière? Quels sont le pH, la concentration en oxygène, la température et la salinité de la colonne d’eau?» énumère Jean-Carlos Montero-Serrano, chef de la mission scientifique et professeur de géologie marine à l’Université du Québec à Rimouski (UQAR).

Répondre à ces questions demande absolument un accès à un brise-glace. Or, en hiver, les brise-glaces de la Garde côtière canadienne ont comme priorité de déglacer les ports et la voie maritime, de venir en aide aux navires paralysés par la glace et d’escorter ceux qui désirent s’aventurer dans des corridors maritimes gelés. «Au Canada, on manque de brise-glaces, alors c’est très difficile de faire de la science en hiver», soutient M. Montero-Serrano.

La présente mission hivernale, organisée pour la deuxième fois dans le cadre du programme de recherche Odyssée Saint-Laurent du Réseau Québec maritime, est donc dite «d’opportunité». Cela signifie que, lorsqu’il y a un moment de libre entre les opérations courantes de l’Amundsen, les scientifiques peuvent se mettre au travail. Ils essaient alors de faire le plus de «stations» possible, ces points désignés par leur latitude et leur longitude et choisis pour réaliser des mesures. «S’il faut commencer à 5 h, on le fait, explique le géologue marin. Si on doit finir à 20 h, on finit à 20 h. Parce qu’on sait qu’il est possible que le bateau doive en escorter d’autres pendant quelques jours.»

En tant que chef de la mission scientifique, M. Montero-Serrano a la responsabilité d’aménager ce précieux temps. Pour chaque journée de science sur l’Amundsen, la Garde côtière facture 80 000 $ aux organisateurs de l’expédition. «Après de nombreuses missions en Arctique, j’ai acquis une certaine expérience pour savoir à quelle opération je dois accorder la priorité, dit-il. Je vais m’arranger pour que tout le monde recueille des données.»

Les scientifiques seront sur le navire pendant deux semaines. En fait, la durée exacte de la mission ne sera confirmée que lorsque tout le monde aura remis le pied à terre, idéalement à Québec. Si jamais le brise-glace devait prendre le chemin de Sept-Îles ou de Gaspé juste avant le débarquement, celui-ci aurait alors lieu dans ces ports. Même la date de départ de la mission a été modifiée à quelques reprises en raison d’un épisode de froid extrême qui a causé des conditions de navigation difficiles dans le lac Saint-Pierre, une portion du fleuve entre Sorel-Tracy et Trois-Rivières.

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Les caméras sous-marines, prise 1

Quelques jours avant la tempête, entre Trois-Pistoles et Grandes-Bergeronnes, le soleil brillait et les scientifiques se démenaient pour effectuer des mesures. Safouane Khamassi, étudiant au doctorat à l’Institut des sciences de la mer de l’UQAR, lançait d’ailleurs pour la première fois son nouveau jouet à la mer.

Il s’agit d’un instrument équipé de deux caméras sous-marines déposé sur le plancher marin. Les images prises par ce double dispositif permettent d’observer le comportement et l’abondance des organismes benthiques. Ses «deux yeux» sont en mesure de déterminer la position des objets avec une précision millimétrique. L’instrument est appâté avec du calmar, question d’attirer quelques bestioles. Un tel appareil n’a jamais été utilisé dans l’estuaire du Saint-Laurent.

Après avoir descendu la sonde par-dessus bord, en coulisses, Safouane Khamassi tape dans les mains de Fatma Dhifallah elle aussi étudiante à l’UQAR (et sa copine, de surcroît). «Je sens l’adrénaline maintenant!» s’exclame-t-il, surexcité. La machine repose à 56 m de profondeur. Elle y restera normalement 90 minutes avant d’être repêchée. Une longue corde y est attachée, au bout de laquelle flottent des bouées.

On ne sait à peu près rien sur les habitats sous-marins de l’estuaire et du golfe en hiver. La banquise coupe cet environnement de la surface, rendant la pêche et les relevés scientifiques traditionnels impossibles. La pratique habituelle du chalutage, qui consiste à tirer un gros filet au fond de l’eau, est inenvisageable quand des blocs de glace menacent de couper le câble à tout instant. Avec les caméras, cela pourrait changer.

Une espèce intéresse particulièrement Safouane Khamassi : le flétan de l’Atlantique. La population de ce gros poisson de fond, pouvant mesurer plus de deux mètres et peser 100 kg, a monté en flèche ces dernières années dans l’estuaire et le golfe du Saint-Laurent. Des spécimens adultes se retrouvent parfois dans les filets des bateaux de pêche, mais on ne voit jamais de juvéniles. «On ne sait pas vraiment où sont les frayères, signale Safouane Khamassi. Certains chercheurs les situent dans le nord de l’estuaire, mais cela reste à confirmer.»

Pendant ce temps, l’intérêt commercial pour le flétan de l’Atlantique s’éveille, mais les connaissances trop ténues empêchent la mise en place d’une gestion des stocks adéquate, soulève le jeune Tunisien venu au Québec pour poursuivre ses études. Pour son projet de doctorat, il collabore justement avec Pêches et Océans Canada, qui veut mieux caractériser la population.

Aujourd’hui, la mise à l’eau des caméras n’était qu’un test. Après avoir remonté l’instrument dans la pénombre de la fin d’après-midi, le chercheur a constaté que le courant au fond de l’eau a ballotté l’appareil pendant une bonne partie de sa plongée. Il manque de lest pour garder l’instrument en place et s’assurer que la faune marine sente les effluves de calmar. Ce n’est que partie remise.

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Exploration du Saint-Laurent en plein hiver

Pêcher un gros glaçon

Deux jours plus tard, au large de Matane, l’équipe du professeur Montero-Serrano s’apprête à récolter des échantillons de glace de mer. Malgré l’apparente simplicité de l’opération, récupérer un gros glaçon nécessite une impressionnante logistique.

Pour descendre au niveau de l’eau, un technicien scientifique et un matelot prennent place à bord de la «cage à glace», une nacelle grillagée. À la timonerie, qui surplombe le pont avant, Jean-Carlos Montero-Serrano repère un bloc de glace qui l’intéresse en raison du sable et de la terre qui y sont emprisonnés. Le timonier et l’officier de navigation font alors une fine manœuvre pour s’en approcher, puis stabilisent la position du navire. La grue soulève alors la nacelle, qui passe par-dessus la rambarde, et la dépose doucement sur la banquise.

Les occupants de la cage à glace ouvrent la porte du panier et l’un d’eux se penche vers la cible. Il assène de puissants coups de hache afin de libérer le bloc de glace de la banquise. Quand c’est fait, les deux hommes tirent leur butin et le mettent dans une boîte en plastique. Les chercheurs laisseront fondre la glace, mais conserveront les sédiments qu’elle contenait dans un sceau jusqu’au laboratoire de Rimouski.

«Ce qui m’intéresse, c’est la dynamique sédimentaire, que ce soit en été ou en hiver», me dit quelques jours plus tard Jean-Carlos Montero-Serrano dans la grande cabine réservée au chef de la mission scientifique. Son équipe traque donc les sédiments dans le système entier: elle recueille des échantillons de glace, filtre l’eau de mer et prélève des carottes dans le plancher marin. Puis, grâce à une analyse chimique et minéralogique, l’équipe peut associer les sédiments amassés à leur lieu d’origine. «J’ai échantillonné presque toutes les rivières de la Côte-Nord, jusqu’à Blanc-Sablon, et de même sur la rive sud, jusqu’aux Maritimes. Je connais donc la signature de chaque rivière, si bien que je peux savoir d’où proviennent les sédiments récoltés en mer.»

Les données ainsi obtenues permettent de déterminer le mouvement des glaces et de désigner les zones côtières particulièrement touchées par l’érosion. Les résultats préliminaires de l’an dernier ont révélé que la grande majorité des sédiments piégés dans la banquise viennent de la Côte-Nord, dont la rive est rongée par les tempêtes.

Le professeur Montero-Serrano m’apprend comment la glace voyage dans l’estuaire en me montrant une image satellite prise la veille près de Matane. «La majorité de la glace que vous voyez provient de l’ouest, d’où soufflent les vents prédominants dans l’est du Canada. Toute cette glace est compactée le long du Bas-Saint-Laurent.»

Pendant l’entrevue, le navire était en transit vers une station quelques dizaines de kilomètres à l’ouest de l’île d’Anticosti. «La priorité à cette station, c’est de mettre à l’eau la caméra de Safouane, établit le professeur. On y trouve le banc Parent. Il y a beaucoup de coraux, qui sont très importants pour la reproduction des poissons.»

Cependant, le devoir de déglaçage et d’escorte de l’Amundsen ne laisse que peu de temps pour descendre les caméras. «On doit être demain matin à Belledune, dans la baie des Chaleurs», pour aider un certain Cresty à sortir du port néo-brunswickois, indique M. Montero-Serrano.

On ne sait à peu près rien sur les habitats sous-marins de l’estuaire et du golfe en hiver.

Juste au moment où nous arrivions à la station du banc Parent, alors que Safouane Khamassi insérait les cartes mémoire dans ses caméras et allumait les lampes de son appareil, la timonerie reçoit un appel. Il faut finalement prendre le chemin de Belledune tout de suite, car le Cresty sera prêt à quitter le port plus tôt que prévu. C’est là qu’allait commencer la série de journées consacrées à aider le vraquier, d’un bout à l’autre du golfe.

Peu après le message du commandant à l’interphone, je croise le jeune scientifique dans les escaliers intérieurs du bateau. Cela faisait des jours qu’il attendait cette occasion, qui a été perdue en un instant. «On dirait que c’est un film: la tension monte, monte, monte, puis redescend», mentionne-t-il, rieur malgré tout. Voilà la dure réalité des «missions d’opportunité».

Le secret des nutriments

D’autres scientifiques à bord de l’Amundsen ont plus de chance. Vincent Villeneuve, étudiant à la maîtrise en biologie à l’Université Laval, étudie le cycle des nutriments dans l’estuaire du Saint-Laurent. Les niveaux de nitrite, de nitrate, de phosphate ou d’urée influent directement sur l’acidification des eaux et leur désoxygénation. Il faut savoir que, depuis les années 1930, le niveau d’oxygène au fond de l’estuaire a chuté environ de moitié, une situation insupportable pour une partie de la faune marine.

«Ces zones hypoxiques déséquilibrent l’écosystème, fait remarquer le jeune homme. Les espèces qui ne peuvent tolérer un tel seuil d’oxygène quittent l’environnement ou meurent sur place. D’autres espèces envahissantes plus acclimatées à des concentrations d’oxygène plus faibles s’y installent.»

Ces changements sont occasionnés en grande partie par une transformation des courants pénétrant dans le golfe du Saint-Laurent depuis l’océan, de plus en plus chauds et pauvres en oxygène. Le reste de la désoxygénation et de l’acidification s’expliquerait notamment par l’eutrophisation du Saint-Laurent, que cause l’apport excessif d’engrais et d’eaux usées. Au printemps, à la fonte des glaces, les rivières se déchargeant dans le Saint-Laurent y laissent une grande quantité de nutriments. Les algues s’en gavent et produisent beaucoup de matière organique. Les populations de zooplancton explosent à leur tour. Tout ce plancton tombe ensuite vers le fond de l’eau, où il est décomposé par des microorganismes. Ce sont ces bactéries qui consomment l’oxygène dans l’eau et sont responsables des conditions dites hypoxiques.

«J’analyse les nutriments entre Québec et la Gaspésie pour voir dans quelles zones l’apport est le plus important, dit Vincent Villeneuve. Puis j’essaie de comprendre ce qu’il advient de ces nutriments dans l’estuaire. Est-ce que les concentrations restent les mêmes toute l’année? Quelles sont les concentrations dans les différentes parties de l’estuaire?»

Dans son laboratoire temporaire, situé dans une cabine sans hublot à l’avant du brise-glace, l’étudiant analyse des échantillons d’eau prélevés dans un carrousel de bouteilles descendu par-dessus bord. La professionnelle de recherche Gabrièle Deslongchamps et lui mesurent les taux de nutriments et évaluent même le rythme auquel les bactéries naturellement présentes dans l’eau les consomment.

Étonnamment, de telles données n’ont jamais été recueillies dans l’estuaire moyen, entre la pointe orientale de l’île d’Orléans et Tadoussac. Ce segment du Saint-Laurent est le plus complexe à déchiffrer, car c’est là que se mélangent les eaux douce et salée. Et inutile de dire que les maillons hivernaux du cycle des nutriments y sont encore moins compris que ceux de l’été. «C’est une case noire», lâche Vincent Villeneuve, qui devrait être en mesure de synthétiser ses résultats dans les prochains mois.

La véritable «opportunité»

La deuxième semaine de la mission aura été plus calme pour les scientifiques. L’Amundsen, lui, a brisé de la glace à toute vapeur. Après ses interventions auprès du Cresty, il s’est aventuré dans le fjord du Saguenay, jusqu’à la baie des Ha! Ha!, où des navires approvisionnant les alumineries doivent être escortés régulièrement. Il a tassé la banquise compacte du quai de Matane, où le traversier vers Baie-Comeau s’est empêtré. Il a veillé au grain près de la capitale nationale, où la glace se prend parfois sous le pont de Québec.

Pendant ce temps, sur le navire, des liens se sont tissés. «Être sur un bateau implique de travailler en étroite collaboration, note Alain Gariépy, le commandant de l’Amundsen. On est près les uns des autres, on se voit quand c’est le temps de travailler, de se reposer, de manger. Avec les scientifiques, puisqu’on a plus de personnes à bord, plusieurs membres de l’équipage doivent partager leur cabine.»

En contrepartie, le personnel de la Garde côtière canadienne retire énormément de fierté à exercer son métier sur un navire spécialisé dans la science. «L’équipage et les officiers s’approprient le programme de recherche, ajoute le commandant. Ils ne conduisent pas seulement les scientifiques d’une station à l’autre. Ils mettent les instruments à l’eau, effectuent les opérations avec eux. Une grande chimie se développe.»

Malgré les tensions qui ont pu naître au fil de ces deux semaines passées dans une grande proximité, ces rapprochements transparaissaient avec émotion lors du débarquement. Sur le quai du port de Québec, matelots, officiers, scientifiques et techniciens s’étreignent et échangent leurs coordonnées. Au lendemain d’une tempête qui a recouvert le Québec d’une jolie couche de neige, les chercheurs reprendront le chemin de leurs domiciles respectifs sous un soleil brillant. Pour plusieurs, c’est un adieu. Pour d’autres, cependant, ce n’est qu’un au revoir: ils se retrouveront cet été à bord de l’Amundsen sur les eaux glacées de l’Arctique.

À lire également: notre voyage à bord du navire scientifique Coriolis II sur le Saint-Laurent, réalisé, celui-là, au printemps.

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