Une équipe de scientifiques de centres de recherche s'étendant du Maine à la Caroline du Sud développera et déploiera des outils de haute technologie pour explorer les cyanobactéries dans les lacs de la côte est.

Le projet pluriannuel combinera big data, l'intelligence artificielle et la robotique avec des techniques nouvelles et éprouvées pour l'échantillonnage des lacs pour comprendre où, lorsque, et comment les proliférations de cyanobactéries se développent.

L'équipe de recherche rassemble des experts en écologie des eaux douces, l'informatique, l'ingénierie et les sciences géospatiales du Bates College, Collège Colby, Dartmouth, l'Université du New Hampshire, l'Université de Rhode Island et l'Université de Caroline du Sud.

« Il est rare de voir converger des équipes de spécialités si différentes pour étudier un problème comme celui-ci, " a déclaré Alberto Quattrini Li, un professeur adjoint d'informatique à Dartmouth et le chef de projet global. "En travaillant ensemble, nous pouvons augmenter la quantité de données qui peuvent être collectées et augmenter les capacités de prédiction."

Les lacs d'eau douce sont responsables d'une variété de services humains et écologiques, comme fournir de l'eau potable et produire de la nourriture. Mais les lacs à travers le pays et le monde sont de plus en plus menacés par une augmentation de l'incidence des proliférations nocives de cyanobactéries.

Parfois appelées algues bleu-vert, les proliférations de cyanobactéries ont un impact sur la qualité de l'eau des lacs et menacent la santé humaine par le biais de toxines qui peuvent endommager plusieurs systèmes organiques.

Les scientifiques savent que les changements d'affectation des terres et le changement climatique mondial sont les principaux moteurs des cyanobactéries, mais on ignore encore beaucoup de choses sur ce qui influence le moment et l'emplacement des efflorescences dans les lacs individuels. Les chercheurs cherchent également à comprendre comment les cyanobactéries sont affectées par les événements de précipitations extrêmes.

« Nous soupçonnons que les proliférations individuelles résultent d'une interaction compliquée de conditions qui incluent une charge en nutriments au cours du printemps dernier, tendances récentes des températures et des précipitations, et les conditions actuelles dans le lac, " a déclaré Catherine Cottingham, professeur de biologie à Dartmouth. "Jusqu'à maintenant, nous n'avons pas eu les outils ou les technologies pour suivre les conditions aux bonnes échelles spatiales ou temporelles pour comprendre ces facteurs. »

Le projet utilisera des bateaux robotisés, des bouées et des drones équipés de caméras pour mesurer la physique, chimique, et les données biologiques dans les lacs où des cyanobactéries sont détectées. Lorsqu'ils sont combinés, la technologie générera de gros volumes de données liées aux lacs et au développement des efflorescences nuisibles. Le projet construira également de nouveaux modèles algorithmiques pour évaluer les résultats.

Les lacs du New Hampshire, Maine, Rhode Island, et la Caroline du Sud seront étudiées dans le cadre du projet.

Les informations recueillies grâce à la recherche pourraient permettre de mieux prédire quand et où se produisent les proliférations de cyanobactéries. Ces prévisions pourraient permettre des actions plus précoces pour protéger la santé publique dans les lacs récréatifs et dans les lacs qui fournissent de l'eau potable.

Avec une technologie couvrant l'eau et l'air, les chercheurs recueilleront également des informations sur la population et l'utilisation des terres autour des lacs afin de déterminer comment ces facteurs pourraient influer sur la formation de prolifération.

La technologie du projet sera partagée avec les gestionnaires du lac et les citoyens afin que les membres de la communauté puissent effectuer leur propre suivi. Les propriétaires locaux formeront un corps de « scientifiques citoyens » pour soutenir le projet.

Des étudiants de premier cycle et des cycles supérieurs participeront également au projet. On espère que cette formation interdisciplinaire préparera la prochaine génération de scientifiques à aborder les problèmes de société.