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Iqaluit, capitale territoriale et plaque tournante du transport aérien dans l’est de l’Arctique canadien, possède un aéroport en mauvais état et mal adapté à l’augmentation prévue du trafic aérien pour les prochaines années. En effet, la piste, les voies d’accès et le tarmac sont endommagés par des processus de fissuration, d’effondrement et d’affaissement. Le présent travail vise, à l’aide de l’analyse des données climatiques et du régime thermique du pergélisol, de la cartographie des dépôts de surface et des formes associées au pergélisol, de la cryostratigraphie et de l’analyse de documents d’archives, à localiser les secteurs et les causes des problèmes géotechniques de l’aéroport. Les résultats obtenus confirment que les conditions initiales du terrain ont un impact considérable sur la stabilité actuelle des infrastructures. De plus, la présence de l’infrastructure elle-même a pour effet de modifier les conditions de surface entraînant un ajustement du régime thermique du pergélisol à ces nouvelles conditions.

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La disposition discontinue à l'échelle mondiale des habitats de la cryosphère, définie comme les environnements glacés de la Terre, offre un contexte opportun pour définir la répartition géographique des espèces microbienne sur la planète. Dans le cadre de ce projet de maîtrise, l'abondance et la diversité microbiennes du couvert neigeux et de l'air du Haut-Arctique canadien ont été révélées par des méthodes moléculaires, de microscopie et de cultures. La composition des communautés de bactéries et de protistes de la neige, qui reflétait le transport aérien survenu au cours des huit mois précédant l'échantillonnage, a permis d'identifier les tapis microbiens locaux et l'océan Arctique comme des sources d'inoculum substantielles. L'analyse des séquences d'ADN ribosomique 16S et 18S suggère que les microorganismes habitant les environnements froids comme la neige, la glace marine et les glaciers des régions arctiques, antarctiques et alpines possèdent une distribution globale à travers la cryosphère.

Les membres de la communauté inuite de Kugluktuk au Nunavut souhaitent remédier à la détérioration des routes d'accès en VTT menant au Parc Territorial Kugluk. Les problèmes rencontrés concernent l'approfondissement des sillons des polygones à coins de glace sous le passage des VTT, la formation de mares boueuses et l'érosion de parties de la piste par le recul de parois de glissements de terrain rétrogressifs. Devant l'urgence d'agir, les autorités locales, en collaboration avec le département des Parcs et Endroits spéciaux du Gouvernement du Nunavut, ont fait la conception de deux infrastructures saisonnières, à savoir une route d'été sous la forme d'un remblai mince (50 cm) reliant le réseau routier du village jusqu'à l'entrée du Parc Territorial Kugluk et, à l'intérieur du parc, une route sur plateforme de bois, surélevée d'une trentaine de centimètres au-dessus du sol. Cette étude collaborative vise à caractériser et à identifier la variabilité des conditions de pergélisol le long de ces corridors routiers afin de guider les travaux de construction et de suggérer des méthodes de mitigation de la dégradation du pergélisol adaptées aux conditions et aux infrastructures locales. Une méthodologie multi technique a permis la cartographie à haute résolution des dépôts de surface et des conditions de pergélisol par la récolte avec un drone d'images aériennes à haute résolution, des levés de géoradar, des forages géotechniques, des analyses de laboratoires et des analyses géothermiques de données de câbles à thermistances et, finalement, la simulation numérique des températures du pergélisol pour la période s'échelonnant de 2020 à 2100. Les résultats indiquent la présence d'une vaste zone de pergélisol sensible le long de la route d'été; en plus, les deux routes traverseront en tout environ 379 sillons de coins de glace. L'analyse historique du climat local révèle que le réchauffement du climat s'est déjà manifesté par une hausse de 2°C de la température moyenne annuelle de l'air depuis 1950. Une méthode de mitigation innovante a été suggérée afin de réduire la vitesse de dégradation de coins de glace sous la route d'accès. Les résultats des simulations géothermiques indiquent que les infrastructures légères envisagées contribueront à préserver le pergélisol et les coins de glace dans le futur. / The members of the Inuit community of Kugluktuk in Nunavut wish to make corrections to the damages affecting the ATV trails leading to the Kugluk Territorial Park. The dominant problems are the deepening of ice wedge furrows at trail crossovers, formation of mud puddles and erosion of parts of the trail along head scarps of retrogressive landslides. Given the urgent need for action, local authorities and the Government of Nunavut's Parks and Special Places (NP&SP) department designed two types of seasonal infrastructure: 1- a summer road on a thin (50 cm) embankment from the village road network to the park entrance and, 2- a boardwalk trail laid about 30 cm high above the tundra surface inside the park area. This collaborative research project aims to characterize the permafrost conditions along the new road corridor in support of construction works and to suggest locally adapted mitigation approaches to prevent the degradation of permafrost. The applied multi-technique research methodology includes high resolution mapping of surficial geology and permafrost conditions, acquisition of high-resolution aerial photographs with a drone, making of a digital elevation model, ground penetrating radar surveys, geotechnical coring, geotechnical laboratory analyses, thermal analysis with on-site data from ground temperature monitoring stations and, finally, numerical simulations of permafrost temperatures for the period 2020-2100. Results indicate the presence of a wide zone of thaw sensitive permafrost along a part of the summer road; in addition, the two road types together will cross over about 379 ice-wedge furrows. Historical regional climate analysis reveals that global warming already provoked an increase of 2°C of the mean annual air temperature since 1950. A new mitigation technique intended for reducing ice wedge degradation under the summer gravel road has been suggested and discussed with the community. According to geothermal model results, the new infrastructures shall preserve the permafrost and the ice wedges from thawing in the future.

La présence de plusieurs populations génétiquement différenciées et présentant des caractéristiques phénotypiques différentes, nommée biocomplexité, peut avoir un impact positif sur les activités de prélèvements telles les pêcheries. Récemment, il a été établi avec des données télémétriques et génomiques que l'omble chevalier anadrome (Salvelinus alpinus) dans le sud de l'île Victoria au Nunavut serait généralement fidèle à sa rivière natale. L'objectif principal du présent projet est d'établir le potentiel d'une biocomplexité à plus fine échelle, c'est-à-dire, entre des lacs composant le bassin versant de la rivière Ekalluk près de Cambridge Bay (Nunavut, Canada). L'omble chevalier anadrome est d'une grande importance pour les communautés inuites via la pêche de subsistance ainsi que pour leur économie grâce aux pêches sportives et commerciales. Cette dernière supporte, dans la rivière Ekalluk, le plus important quota de pêche de l'espèce au Canada. Le projet est ainsi divisé en trois sous-objectifs: (1) vérifier la présence de différenciation génétique entre les individus de différentes frayères; (2) rechercher des marqueurs possiblement sous sélection dont la présence signifierait une potentielle présence d'adaptation locale et (3) valider la présence de philopatrie par télémétrie. Les données génomiques (génotypage par séquençage, 14 617 marqueurs du polymorphisme nucléotidique simple (SNP)) obtenues pour des ombles de cinq lacs différents ont révélé une structure de population faible, mais significative (F[indice ST] par paire moyen = 0,013). Les tests d'assignation populationnelle ont révélé qu'il était possible de développer un outil permettant d'identifier la provenance des individus capturés dans les pêcheries commerciales lorsque la plupart des populations présentes dans le bassin versant seraient connues (moyenne globale de 91,55% de taux de réussite). De plus, nous avons identifié certaines régions génomiques susceptibles d'être sous sélection, indiquant ainsi la présence possible d'adaptation locale à l'intérieur d'un bassin versant. Enfin, les données de télémétrie acoustique obtenues à partir de 82 poissons marqués provenant de quatre lacs différents indiquaient une grande variabilité dans les déplacements individuels entre les habitats utilisés pour l'alimentation, la fraie et l'hivernage. La structure de la population au sein d'un bassin versant est courante chez les salmonidés, mais elle n'avait jamais été observée chez l'omble chevalier anadrome. Cette étude aura ainsi permis de jumeler à nouveau les outils de télémétrie acoustique et de génomique pour l'étude de l'omble chevalier anadrome dans l'optique de guider la gestion des pêches de ce salmonidé. / The presence of several genetically differentiated populations with different phenotypic characteristics, termed biocomplexity, can have a positive impact on the profitability and sustainability of fisheries. Recently, acoustic telemetry and genomic data provided evidence that anadromous Arctic Char (Salvelinus alpinus) on southern Victoria Island, Nunavut, generally home to natal rivers for spawning yet the prevalence of intra-system philopatry remains unclear. The main objective of this study was to assess the potential for finer-scale homing that is, to specific spawning locations within the Ekalluk River watershed which supports the largest active commercial quota for Arctic Char in Canada. More specifically, using genomic approaches, the project aimed to: (1) test for the presence of significant genomic differentiation among spawning stocks within the watershed; (2)look for highly differentiated markers which may suggest the potential for local adaptation; and (3) validate the presence of philopatry to spawning locations using acoustic telemetry. Genomic data (genotyping by sequencing, 14,617 single-nucleotide polymorphism (SNPs) markers) for Arctic Char from five different lakes revealed weak but significant population structure (mean pairwise F[indice ST] = 0.013). Population assignment success was generally high assigning individuals to their capture location (overall mean of 91.55% success rate) indicating that the development of a mixed-stock fishery genomic-derived tool is possible (assuming all possible locations of origin are sampled). We also identified highly differentiated genomic regions that could potentially be under selection, thus indicating the possibility of within-watershed local adaptation - a hypothesis that would require more data to test appropriately. Finally, the acoustic telemetry data obtained from 82 tagged fish from four different locations indicated great variability in individual movements among the habitats used for foraging, spawning and overwintering, indicating that, while homing is likely, inter-individual and inter-annual variability in migratory behaviour are high. Within-watershed population structure is common in salmonids, but had never been observed in Arctic Char. Our results suggest the presence of biocomplexity within the Ekalluk River watershed, something that future work documenting possible ecological differences among stocks could establish with more confidence.