Avant que les changements climatiques n'affectent davantage la flore nordique du Québec, il est important d'étudier à fond les espèces qui la composent afin d'en documenter la biodiversité, mais aussi la chimiodiversité. En effet, certaines de ces plantes, qui risquent d'être perdues à jamais en raison des perturbations climatiques, produisent des composés qui pourraient nous être très utiles, notamment en santé. Une équipe dirigée par le professeur Normand Voyer s'est associée au Whapmagoostui Cree Nation Council et au Kuujjuaraapik Inuit Community Council pour étudier Rhododendron subarcticum, une plante dont la limite sud de l'aire de répartition correspond à la latitude de ces deux communautés.

Les difficultés de fabrication des verres BGG ont été surmontées grâce à une approche combinant la compréhension chimique et l’observation méticuleuse du verre, en collaboration avec l’Institut de chimie de la matière condensée de Bordeaux. Le nouveau protocole de fabrication contribue grandement au domaine de la télécommunication dans le moyen infrarouge. Non seulement le verre possède des propriétés semblables aux verres fluorés qui dominent le milieu, mais la fibre optique qui en résulte est plus solide et plus résistante à l’humidité, la rendant plus facile à manipuler et à exposer à des environnements contraignants comme ceux du Grand Nord, où ils pourront être utilisés pour mettre au point des capteurs de pointe.

Les virus sont essentiels à la compréhension des écosystèmes aquatiques polaires, qui sont dominés par les micro-organismes. Cependant, les études sur les communautés virales sont difficiles à interpréter car la grande majorité des virus ne sont connus que par des fragments de séquences, et leur taxonomie, leurs hôtes et leurs répertoires génétiques sont inconnus. L'augmentation des températures dans cette région signifie qu'il reste peu de temps aux chercheurs pour comprendre la biodiversité et les cycles biogéochimiques des environnements dépendant de la glace et les conséquences de ces changements rapides et irréversibles.

Des changements dans la diète peuvent déséquilibrer le microbiote intestinal et engendrer des désordres cardiométaboliques. Il est important de pouvoir caractériser le microbiote intestinal, d’identifier des biomarqueurs et de développer des outils prédictifs permettant un diagnostic rapide et efficace des maladies cardiométaboliques.

- Des avancées remarquables ont été réalisées dans la conception de sources lasers émettant dans le moyen infrarouge (2,5-5 microns) pour la détection du méthane (CH4), un gaz qui présente de fortes bandes d’absorption dans ces longueurs d’onde (Jobin et coll., 2022). Il a notamment été démontré que la concentration d’un gaz peut être mesurée sur un microphone en utilisant l’effet photo-acoustique avec une source laser à large bande spectrale.

- Une démonstration a été faite du premier laser tout-fibre fonctionnant dans l’infrarouge moyen en régime auto-déclenché et utilisant une fibre de silice dopée au dysprosium comme absorbant saturable. Ce laser pourrait être suffisamment robuste et fiable pour être déployé dans des environnements extrêmes et permettre de détecter plus d’un gaz grâce à son spectre d’émission étendu, notamment le méthane (Paradis et coll., 2022).

L’un des principaux objectifs de Sentinelle Nord est de promouvoir l’intégration des connaissances, des méthodes et de l’expertise entre différentes disciplines afin de catalyser la découverte scientifique et l'innovation à l'appui de la santé et du développement durables dans le Nord. À cet effet, la convergence des expertises en génie, en sciences de la nature, en sciences sociales et en sciences de la santé peut favoriser l’innovation et l’acquisition de connaissances multidimensionnelles. Celles-ci s’avéreront nécessaires afin d’obtenir une perspective globale sur les effets en cascade que les changements climatiques peuvent avoir sur les systèmes socio-écologiques et afin d’élaborer des stratégies d’adaptation.

Les rivières et les eaux souterraines des régions nordiques subissent les contrecoups des changements environnementaux. Par exemple, la dégradation du pergélisol cause une augmentation de l’épaisseur de la couche active et modifie le patron d’écoulement des eaux souterraines. Comprendre les mécanismes sous-jacents est essentiel pour mieux appréhender les changements en cours dans les milieux pergélisolés.

Design ta science! est un exemple probant d'initiative transectorielle basé sur la convergence. En plus d'avoir donné naissance à des créations inédites capables de faire rayonner la recherche hors des frontières traditionnelles, le projet a aussi fait l'objet d'une conférence-vernissage et d'une exposition au sein du réseau des bibliothèques de Québec.

Sous la direction de la professeure Caroline Hervé et grâce au soutien de plus de 30 chercheur(euses), étudiant(e)s et collaborateur(trice)s, la Chaire a développé plusieurs projets, formations et des outils pédagogiques sur mesure, notamment :

- Organisation de plusieurs ateliers et entretiens dans un but de revitalisation des pratiques juridiques inuit

- Table ronde organisée dans le cadre du 22e Congrès d'Études inuit à Winnipeg, sur le thème des savoirs inuit et de la recherche

- Mise sur pied d'un projet de recherche participative avec la municipalité de Cambridge Bay au Nunavut dans le but d'accroitre l’autonomie alimentaire de la communauté et permettre le transfert de connaissances en lien avec l’utilisation de différents systèmes de culture intérieurs et extérieurs.

Sous la direction de Warwick Vincent, l'étude s’inscrit dans une perspective de compréhension et d’anticipation des changements ayant cours dans les écosystèmes nordiques. S’appuyant sur la génomique, la biochimie et la microbiologie, la découverte qui origine de certains des lacs les plus au nord de la planète attire l’attention sur l’extrême complexité des processus régissant les réseaux trophiques de l'Arctique.

Les PFAS à longue chaîne sont des substances chimiques entrant dans la catégorie des polluants organiques persistants (POP). Transportés par les courants marins et atmosphériques, ils se concentrent entre autres dans l’Arctique, où ils sont consommés par les populations locales via l’alimentation traditionnelle. Ces substances sont associées à divers problèmes de santé au niveau cardiométabolique, immunitaire, hormonal ou développemental.

Lauréate d'une bourse de stage postdoctoral Sentinelle Nord et poursuivant ses projets de recherche au sein de la Chaire Littoral, Amira est passionnée par la recherche multidisciplinaire qui intègre les facteurs de stress environnementaux et sociaux pour mieux comprendre la santé globale.

Le Nord subit d'importants bouleversements socio-économiques, culturels et environnementaux qui engendrent une forme de stress unique chez les populations qui y habitent. Une meilleure connaissance de la neurobiologie reliée au stress chronique, qui est associé à des changements aux plans vasculaire et immunitaire, pourrait permettre une approche thérapeutique innovante axée sur la résilience et l’ensemble du corps plutôt que seulement sur le cerveau.

En combinant plusieurs expertises et technologies de pointe, notamment en optique-photonique, la Chaire de recherche Sentinelle Nord sur la neurobiologie du stress et de la résilience axe ses travaux sur les interactions entre les systèmes complexes que représentent le cerveau, la santé neurovasculaire, le système immunitaire et le microbiome intestinal.