Projet d’algues sauvages et télédétection

La récolte des algues au Canada : un secteur en plein essor

La récolte des algues prend de l’ampleur à l’échelle mondiale, et le Canada n’y échappe pas. En effet, la demande en algues de qualité explose. Pourtant, malgré le potentiel immense de ses côtes, la filière industrielle des algues reste émergente.

Un secteur en développement, mais des défis persistants

Au Québec, quelques fermes d’algues voient le jour. Toutefois, l’approvisionnement repose encore sur la cueillette sauvage le long du littoral. Or, la biomasse algale sauvage reste méconnue, ce qui freine la croissance des entreprises et le développement du secteur.

Des méthodes traditionnelles limitées

Les relevés à pied sur le terrain constituent toujours la méthode la plus utilisée pour évaluer les ressources algales. Cependant, cette approche présente plusieurs inconvénients :

• Elle ne couvre que des surfaces limitées.
• Elle exige des ressources importantes.
• Elle ne peut être réalisée que pendant de courtes périodes à marée basse.

Par conséquent, elle est peu adaptée à une application à grande échelle ou à la prospection de nouveaux sites.

La télédétection : une solution innovante

Les techniques d’observation de la Terre par télédétection offrent une solution efficace. D’une part, les capteurs peuvent être installés sur :

Des drones.

Des hélicoptères.

Des avions.

Des satellites.

D’autre part, les satellites actuels ne fournissent pas une résolution spatiale et spectrale suffisante pour classifier les algues dans de nouvelles zones de récolte. De plus, ils manquent de flexibilité pour capturer des images au moment optimal du dégagement de la mer.

En revanche, les capteurs hyperspectraux montés sur des aéronefs permettent :

• D’obtenir des données au moment où l’estran est le plus dégagé.
• D’atteindre une résolution spatiale ≤ 50 cm et une résolution spectrale ≤ 5 nm.

En outre, ces capteurs ont déjà prouvé leur efficacité pour identifier les différents groupes de végétaux.

Objectif du projet : un outil complet pour caractériser les macroalgues sauvages

Ce projet vise à développer un outil innovant pour caractériser les populations de macroalgues sauvages. Pour ce faire, il combinera :

• Des caméras RVB haute résolution.
• Des imageurs hyperspectraux montés sur drones et avions.

L’objectif principal est d’améliorer la planification et le suivi des peuplements d’algues sauvages. Ainsi, cela contribuera à résoudre une problématique majeure pour tout le territoire du Québec et du Canada.

Retombées attendues : un impact économique et environnemental

Un outil performant pour réaliser les inventaires d’algues positionnera l’Est du Canada sur un marché en émergence. D’une part, les PME pourront lancer leurs activités de récolte. D’autre part, les entreprises existantes généreront des revenus supplémentaires.

Par ailleurs, les outils développés faciliteront le suivi des populations d’algues en lien avec le réchauffement climatique. En effet, certaines espèces de macroalgues sont des organismes sentinelles.

Une meilleure connaissance de la distribution des macroalgues apportera des informations essentielles pour :

• La gestion de la ressource (attribution des permis de récolte par Pêches et Océans Canada).
• L’accès à l’écocertification.
• La durabilité des techniques de récolte.

Enfin, une connaissance approfondie des champs d’algues permettra de mieux sélectionner les géniteurs pour l’algoculture.

Des outils rapides et fiables

Les équipes du CGQ et de Merinov développeront des outils d’évaluation des peuplements de macroalgues sauvages. Concrètement, ces outils permettront :

1. D’abord, de cibler rapidement les secteurs à haute valeur économique.
2. Ensuite, de caractériser le potentiel économique de l’estran par une étude morphologique.
3. Enfin, de faciliter l’évaluation de la ressource algale pour une saine gestion des côtes du Saint-Laurent.

De cette manière, ils permettront de connaître la distribution spatiale des algues à une échelle très fine (< 5 m²) sur de grands territoires, sans nécessiter de longues campagnes d’inventaire au sol.

Nos experts sur le terrain

Acquisition de données aéroporté

Le projet cible les espèces de macroalgues à potentiel économique dans les domaines :

Alimentaire.

Agricole.

Industriel.

Cosmétique.

En septembre 2022, notre équipe s’est rendue dans le Bas-Saint-Laurent. Là-bas, elle a :

• Capturer des données hyperspectrales et RVB haute résolution depuis un avion.
• Combiner ces données avec des signatures spectrales acquises au sol via un spectroradiomètre portatif.

Pour garantir une acquisition de données de qualité, trois paramètres météo devaient être respectés :

1. Tout d’abord, les acquisitions devaient se faire lors des plus grandes marées, quand l’estran est maximalement émergé.
2. Ensuite, ce moment devait coïncider avec un intervalle de deux heures avant et après le midi solaire (12h35 HAE le jour du vol).
3. Enfin, la journée devait être sans nuage ni brouillard.

Heureusement, ces conditions ont été réunies le 11 septembre 2022. Ainsi, 21 lignes de vol de 19 km chacune ont été réalisées, couvrant une surface de 56,5 km².

Simultanément, une équipe de 10 personnes (4 du CGQ, 4 de Merinov, 2 d’OrganicOcéan) a :

• Réalisé un inventaire biologique manuel.
• Collecté des données de validation pour les données aériennes.
• Recueilli des données spectrales et de biomasse des algues.
• Positionné des cibles pour le géoréférencement.
• Déployé des bâches de calibration radiométrique.
• Délimité des zones d’intérêt d’algues monospécifiques.

Acquisition de données au sol

Nos technologies de pointe

Pour réaliser cette première partie du projet, nos experts ont notamment utilisé notre système multicapteur hyperspectral dont nous vous avons déjà parlé dans un article précédent.

Voici tous les équipements qui ont été nécessaires à la réalisation de l’acquisition de données dans le Bas-Saint-Laurent :

• Imageur hyperspectral VNIR-1800 du fabricant Hyspex
• Caméra RVB haute résolution iXM-50 de PhaseOne
• INS Spatial Fog Dual d’Advanced Navigation
• Spectroradiomètre ASD Handheld 2 de Malvern Panalytical
• GNSS GS18i de Leica
• Mavic Mini 2 de DJI

Prochaines étapes

Dans un prochain article, nous partagerons les résultats et nos analyses. Notamment, les caractéristiques spectrales des espèces auront été évaluées pour établir des relations permettant de détecter les espèces ou groupes de macroalgues sur les images multispectrales aéroportées.

Restez à l’affût !