Thème 1 – Caractérisation du pergélisol

Cette recherche permettra d’améliorer la gestion des données sur le pergélisol afin de soutenir les analyses statistiques et les produits de synthèse. PINGO détiendra et mettra à disposition des informations telles que des données géotechniques et géochimiques, des données de température et des informations provenant de sites de terrain, notamment les caractéristiques de la végétation, la microtopographie, la géophysique ou les photographies. L’objectif de ce sous-thème est le suivant : il s’agit de développer et de mettre en œuvre un prototype de système de traitement des données sur le pergélisol, capable de soutenir la prévision du pergélisol, l’évaluation des résultats de la prévision et l’analyse des changements du pergélisol, et permettant l’interopérabilité avec d’autres données sur le pergélisol et l’Arctique.. Étant donné que PINGO partage l’écosystème du traitement des données sur le pergélisol avec de nombreuses autres initiatives, au Canada et dans le monde, il doit être interopérable et reposer sur un consensus communautaire dans la mesure du possible. L’interopérabilité implique de générer des concepts et des bases de données qui peuvent interagir, plutôt que de travailler dans l’attente irréaliste que chacun contribue à une base de données unique. Par exemple, cela permettra aux agences territoriales ou fédérales, à l’industrie et aux universités d’exploiter leurs propres bases de données et d’accéder à tout ou partie des données détenues par d’autres. Trois boursiers postdoctoraux coordonneront et intégreront les contributions des participants du réseau, organiseront la saisie des données et le contrôle de qualité avec l’aide des partenaires et des étudiants diplômés du réseau, tous thèmes confondus. Ce sous-thème interagira avec le scientifique des données du réseau et assurera la liaison avec d’autres initiatives de données sur le pergélisol, comme le GTN-P, le RIP de RNCan et les efforts de la Commission géologique des Territoires du Nord-Ouest, de la Commission géologique du Yukon et du Consortium canadien pour l’interopérabilité des données de l’Arctique (CCADI).

Cette recherche améliore la façon dont nous mesurons, comprenons et prédisons les caractéristiques des sols gelés. Il a pour objectif d’ innover, d’évaluer et d’appliquer des méthodes pour prédire et mesurer le comportement thermique, hydrologique, géochimique et mécanique du sol gelé pendant le dégel, afin qu’elles puissent soutenir une meilleure simulation. Le pergélisol se développe soit pendant le dépôt des sédiments (syngénétique), soit après le dépôt/la formation des matériaux terrestres de la surface vers le bas (épigénétique). L’application de méthodes émergentes pour la détection et la quantification de la glace et de la teneur en eau dans les sols gelés nous permet de mieux comprendre quand et comment se produit la perte de glace sous la surface, et quelles caractéristiques du sol peuvent être utilisées comme prédicteurs peu coûteux. Nous utilisons la tomodensitométrie et la spectroscopie diélectrique, deux méthodes innovantes et complémentaires pour quantifier et caractériser la glace et sa perte dans le sol. La tomodensitométrie permet d’obtenir des représentations tridimensionnelles de la disposition macroscopique (c’est-à-dire à des résolutions supérieures à quelques microns) des solides minéraux ou organiques, des liquides, de la glace et des gaz dans un sol, sur la base des contrastes de densité. Ceci est important pour comprendre comment la cryostructure a une incidence sur les caractéristiques du sol et pour étudier le mouvement des fluides pendant le dégel quasi isotherme lorsque les gradients de température sont minimes. La spectroscopie diélectrique peut différencier les quantités de glace et d’eau liquide dans un sol gelé et révéler des informations supplémentaires sur les caractéristiques des particules et les solutés. Elle peut être utilisée pour suivre le dégel d’échantillons de sol naturel et reconstitué en laboratoire et, en tant que méthode géophysique appelée polarisation provoquée spectrale (PPS), il a été démontré qu’elle pouvait révéler le contenu en glace de la subsurface sur le terrain. Les essais géomécaniques révèlent l’évolution des caractéristiques mécaniques des sols en cours de dégel. Le sous-thème de l’innovation consiste à développer de nouvelles voies dans lesquelles la caractérisation améliorée du pergélisol peut être utilisée pour prévoir le dégel et ses incidences sur la performance et la conception des structures d’ingénierie.

Ce sous-thème de recherche met les résultats des sous-thèmes sur le traitement des données et l’innovation à la disposition de la prévision du pergélisol (thème 3). C’est important, car les informations géologiques, géocryologiques et géotechniques ne peuvent être obtenues à partir des seules données climatiques ou des informations de télédétection. L’objectif de ce sous-thème est le suivant : il s’agit d’élaborer un cadre pour la synthèse spatiale et stratigraphique des données géotechniques et géologiques afin d’étayer la carte de base du potentiel de la glace de sol et de la géotechnique du Canada et de fournir les données correspondantes à partir des collections existantes et de nouveaux travaux sur le terrain.La première étape consiste en un examen par des experts de la La Carte des Conditions de la Glace de Sol(CGSC), récemment publiée, afin de déterminer les principaux domaines à améliorer, sur le plan conceptuel et géographique. Ceci informe la première version de GRIPv1, un produit successeur de GIMC. Sur la base de l’examen des experts et des données existantes incorporées dans PINGO, il est possible de concevoir un échantillonnage ciblé en se concentrant sur trois types de terrains, à travers les zones de pergélisol et de végétation, que nous pensons être les plus cruciaux, à savoir (i) les plaines glaciolacustres et glaciomarines, (ii) les pentes colluviales et (iii) les terrains couverts de till. C’est important, car les collectes de données antérieures n’ont pas été entreprises dans une optique de prédiction spatiale et un échantillonnage ciblé permettra de combler d’importantes lacunes conceptuelles dans la compréhension. Ces types de terrain se trouvent dans l’ouest de l’Arctique (Yukon et vallée du Mackenzie, y compris la route Inuvik-Tuktoyaktuk), le centre de l’Arctique (basses terres de la baie d’Hudson et SCREA) et l’est de l’Arctique (désert polaire). Les résultats intégrés dans PINGO permettent d’utiliser GRIPv2 et GRIPv3.