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Les milieux aquatiques sont dynamiques et leur variabilité spatiale et temporelle augmentent en s’approchant des côtes. Grâce à des financements de R&D, ARCTUS a mis au point des chaines de traitement des données satellites permettant de générer en tant quasi-réel des variables utilisées comme proxy de la qualité de l’eau tel que la turbidité et la concentration en chlorophylle-a (liée à la production d’algue et l’eutrophisation). Les chaines de traitement se basent sur les derniers développements en matière d’algorithmes publiés dans la littérature scientifique. Nous exploitons les données satellitaires multispectrales gratuites fournies par les programmes d’observation de la Terre civils (p.ex. Copernicus, NOAA, NASA/USGS). Nos chaines de traitement peuvent aussi ingérer des données satellitaires à plus haute résolution vendues par des fournisseurs privées (p. ex., Planet Lab, Airbus, Maxar). Grâce à une collaboration avec Cartovista, nos produits sont distribués aux utilisateurs finaux par le biais d’une plateforme web conçue pour les non spécialistes en télédétection ou en géomatique. Ainsi, les utilisateurs peuvent consulter, analyser et explorer les produits satellitaires en ligne de manière interactive grâce à de nombreux outils développés par CartoVista.

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La navigation près des côtes peut représenter un risque si la présence de haut-fonds n’a pas été cartographiée adéquatement, ou si la côte a subi une modification géomorphologique rapide après de passage d’une tempête. Or, une grande proportion des côtes québécoises et canadiennes, en particulier dans le grand nord, n’a toujours pas été cartographiée pour la bathymétrie, c-à-d. la profondeur de l’eau des cartes marines habituellement mesurée par des sondeurs acoustiques. Outre les besoins pour la navigation, la bathymétrie est une variable fondamentale à connaître pour la modélisation des vagues sur les côtes et pour la gestion des écosystèmes côtiers.

Les mesures bathymétriques dans les eaux côtières peu profondes (< 10 m) sont difficiles à obtenir en bateau avec les méthodes traditionnelles et plusieurs régions côtières sont difficiles d’accès. L’avènement des constellations de satellites d’observation de la Terre munis de capteurs optiques a permis de mettre au point des algorithmes de plus en plus performants pour extraire la hauteur d’eau sur de grande surface, et ce, à coût relativement modique par rapport aux autres méthodes. C’est la bathymétrie satellitaire.

Or, l’estimation bathymétrique est complexe en raison de l’ambiguïté et de la complexité du signal mesuré par les satellites au-dessus de l’atmosphère terrestre. Chez ARCTUS, nous avons mis au point des méthodes numériques basées sur l’intelligence artificielle (IA) pour résoudre un certain nombre de problèmes liés à l’estimation de la bathymétrie par satellite. Nos projets de R&D nous ont permis de développer une suite d’algorithmes, que nous avons nommée AI4SDB, permettant d’offrir un service sur mesure et hautement pour la production de données bathymétriques par satellite.

La concentration des pigments (chlorophylle-a) du phytoplancton peut être estimée à l’aide de capteurs spatiaux utilisant la technologie OCR (Ocean Colour Radiometry Technology). L’OCR est présentement le seul moyen d’obtenir des cartes synoptiques quasi-quotidiennes de l’état biologique de l’océan et des zones côtières. D’autres paramètres de qualité de l’eau peuvent également être évalués à partir de l’OCR si des méthodes de traitement des données appropriées sont utilisées. La matière en suspension (MES), la matière organique dissoute et détritique (MODC), la turbidité et la transparence de l’eau sont d’autres exemples d’indicateurs de la qualité de l’eau accessibles depuis l’espace. Grâce à sa collaboration avec ACRI-st, compagnie sœur en France, ARCTUS offre des services opérationnels (fusion multicapteurs) pour le suivi en temps réel de variables bio-optiques de la surface océanique. Ces données peuvent notamment servir à modéliser les habitats océaniques dynamiques et appliquées dans le contexte de la gestion de l’aquaculture, les pêcheries et même les mammifères marins (SIMBA).

ARCTUS offre un service de cartographie d’écosystèmes côtiers adapté aux besoins des utilisateurs. En collaboration avec les spécialistes de l’Université du Québec à Rimouski, ARCTUS utilise des méthodes de classification basées sur l’apprentissage machine pour classifier les images multispectrales. L’équipe compte notamment sur une connaissance des systèmes côtiers qui longe le littoral canadien qui facilite l’interprétation et la validation des classifications. Nous travaillons à développer une classification des écosystèmes infra-littoraux rendu possible grâce aux développement des produits GAAC et AI4SDB.