Research activities

Martin Aubé Ph.D.

Image: gracieuseté de l'AstroLAB du Mont-Mégantic et de Guillaume Poulain


Research aims

Qu'est-ce qui me motive à poursuivre mes recherches?

Pollution lumineuse

Les objectifs principaux de mes recherches sont d'aider à préserver les derniers oasis de ciel étoilé de notre planète et de favoriser la protection de la santé des écosystèmes et de la santé humaine envers les effets de la pollution lumineuse. J'aimerais que mes travaux puissent aider à restaurer des oasis nocturnes perdus tout en protégeant la biodiversité et la santé ! Il ne reste actuellement que peu d'endroits qui peuvent se targuer d'avoir une nuit vierge (ou presque)! Parmi ces sites, on compte : La Palma (Îles Canaries, Espagne), La grande Île de Hawaï (U.S.A.), et quelques sommets du nord du Chili. Pour le volet qui concerne la santé humaine mes travaux consistent à croiser des données épidémiologiques avec des données de télédétection et de modélisation de la pollution lumineuse. Ma contribution réside principalement dans la conception de méthodes de télédétection et de modélisation novatrices.

Pour atteindre ces objectifs, je poursuis deux axes de recherche. Le premier consiste à modéliser numériquement le plus fidèlement possible la propagation de la lumière artificielle dans l'environnement en considérant l'hétérogénéité de ce dernier et la limite de la résolution des données de télédétection disponibles ainsi que la puissance de calcul des super-ordinateurs actuels. Le deuxième axe consiste à concevoir des capteurs multi-spectraux permettant de détecter plus efficacement la pollution lumineuse tant dans les villes que sur les sites les plus noirs de la planète. Certains capteurs sont conçus pour être disposés sur la surface terrestre alors que d’autres sont destinés à des plateformes aériennes (drones) et spatiales (ballons stratosphériques).

Aérosols

Pour le volet «aérosols» de mes recherches, je souhaite que mes travaux sur l'étude du comportement des aérosols la nuit aident à mieux cerner leur effet sur notre environnement tant sur le plan des changements climatiques que de la qualité de l'air ou du cycle de l'eau. Généralement une meilleure compréhension devrait mener à un meilleur contrôle?

Pour y arriver, je travaille à mettre au point diverses techniques de télédétection des aérosols la nuit. J'ai notamment innové en développant une méthode qui repose sur l'observation de la pollution lumineuse en identifiant le rôle des aérosol sur ce phénomène.


Research Team

Dr Hector Linares
Post-doctorant en télédétection (2021-)Université de SherbrookeCanada
Project title:Validating the radiative transfer model Illumina v2Validation du modèle de transfert radiatif Illumina v2
Supervisor: Martin Aubé 
Alexandre Simoneau
Candidat au Ph.D. en télédétection (2018-)Université de SherbrookeCanada
Project title:An optimized approach for the modeling of the light at night propagation in the complex environmentsApproche optimisée pour la modélisation de la propagation de la lumière artificielle dans un environnement nocturne complexe
Supervisor: Martin AubéCo-supervisor: Norm T. O'Neill
Charles Marseille
Candidat au M.Sc. en géomatique profil télédétection (2019-)Université de SherbrookeCanada
Project title:AEROLAN: Remote sensing of aerosol optical properties from night sky brightnessAEROLAN - Télédétection des propriétés optiques des aérosols à partir de la brillance du ciel nocturne
Supervisor: Martin AubéCo-supervisor: Norm T. O'Neill
Thomas Gagné
Candidat au M.Sc. en géomatique profil télédétection (2021-)Université de SherbrookeCanada
Project title:Modeling the obtrusive light in Québec and CanadaModélisation de la lumière intrusive nocturne au Québec et au Canada
Supervisor: Martin Aubé 
Hamza Ait Abdelaali
Candidat au Ph.D. en physique (2020-)Université Cadi AyyadMarrakech, Morocco
Project title:Measuring and modeling the sky brightness and sources of light pollution at the Oukaimden ObservatoryMesure et modélisation the la brillance du ciel à l'observatoire Oukaimden
Supervisor: Zouhair BenkhaldounCo-supervisor: Martin Aubé
Santiago Lopez
Stagiaire FRQNT (2021-2022) - étudiant au collégial en Sciences de la natureCégep de SherbrookeCanada
Project title:Modeling the obtrusive light in Québec and CanadaModélisation de la pollution lumineuse directe au Québec et au Canada
Julien-Pierre Houle
Stagiaire FRQNT (2020-2021) - étudiant au collégial en Sciences de la natureCégep de SherbrookeCanada
Project title:Mapping the light pollution of Montréal with Illumina v2 modelGénérer une carte de pollution lumineuse directe sur le territoire du grand Montréal à l'aide du modèle Illumina v2
Élysé Lapalme
Stagiaire FRQNT (2020-2021) - étudiant au collégialCégep de SherbrookeCanada
Project title:Design of the LANcube version 2Élaboration de la version 2 du capteur de lumière intrusive LANcube
Samuel Bouchard
Stagiaire Impact CICAN (2021-2022) - étudiant au collégial en Sciences de la natureCégep de SherbrookeCanada
Project title:Télédétection de l'éclairage artificiel et protection de l'environnement nocturneNight lights remote sensing and nocturnal environment protection

Research projects

Modelling

Measurements

Data & products

Social engagement

Peer reviewed papers and academic thesis (since 2006)

  • Marseille, C., Aubé, M., Barreto, A., Simoneau, A. (2021) Remote sensing of aerosols at night with the CoSQM sky brightness data, Remote Sensing, 13(22):4623. https://doi.org/10.3390/rs13224623
  • Sanchez de Miguel, A., Zamorano, J., Aubé, M., Bennie, J., Gallego, J., Ocana, F., Stefanov, W.L., *Gaston, K. (2021) Colour remote sensing of the impact of artificial light at night (II): Calibration of DSLR-based images from the International Space Station, Remote sensing of environment, ISSN 0034-4257, p. 112611.
  • Kyba, C.M., Aubé, M., Bará, S., Bertolo, A., Bouroussis, C.A.. Cavazzani, S., Espey, B.R., Falchi, F., Gyuk, G., Jechow, A., Kocifaj, M., Kolláth, Z., Lamphar, H., Levin, N., Liu, S., Miller, S.D., Ortolani, S., Pun, C.S.J., Ribas, S.J., Ruhtz, T., Sánchez de Miguel, A., Schneider, M., Shrestha, R.M., *Simoneau, A., So, S.W., Storch, T., Tong, K.P., Turnshek, D., Walczak, K., Wang, J., Wang, Z., Zhang, J. (2021) The benefit of multiple angle observations for visible band remote sensing using night lights, Journal of Geophysical Research - Atmospheres, Submitted.
  • Aubé, M.; Houle, J.; Desmarais, J.; Veilleux, N.; Bordeleau, É. Modeling the spectral properties of obtrusive light incident on a window: Application to Montréal, Canada. Remote Sensing, 13(14), 2767.
  • Irena Fryc, I, Bará, S, Aubé, M, Barentine, J.C., Zamorano J (2021) On the relation between the astronomical and visual photometric systems in specifying the brightness of the night sky for mesopically adapted observers, LEUKOS, DOI: 10.1080/15502724.2021.1921593
  • Simoneau, A., Aubé, M., Leblanc, J., Boucher, R., Roby, J., & Lacharité, F. (2021) Point spread functions for mapping artificial night sky luminance over large territories. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 504(1), pp 951–963.
  • Aubé, M., Marseille, C., Farkouh, A., Dufour, A., Simoneau, A., Zamorano, J., Roby, J. & Tapia, C. (2020). Mapping the Melatonin Suppression, Star Light and Induced Photosynthesis Indices with the LANcube. Remote Sensing, 12(23), 3954.
  • Longcore,T., Duriscoe, D., Aubé, M., Jechow, A., Kyba, C. C., and Pendoley, K. L. (2020) Commentary: Brightness of the night sky affects Loggerhead (Caretta caretta) sea turtle hatchling misorientation but not nest site selection, Frontiers in Marine Science, doi: 10.3389/fmars.2020.00706.
  • Aubé, M., Simoneau, A., Munoz-Tunon, C., Diaz-Castro, J., & Serra-Ricart, M. (2020). Restoring the night sky darkness at Observatorio del Teide: First application of the model Illumina version 2, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 497(3), pp.2501-2516.
  • Linares, H., Masana, M., Ribas, S. J., Aubé, M., Simoneau, A., Bara, S. (2020) Night sky brightness simulation over Montsec protected area. Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer, 249, p.106990.
  • Bará, S., Aubé, M., Barentine, J., & Zamorano, J. (2020). Magnitude to luminance conversions and visual brightness of the night sky. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, staa323.
  • Simoneau, S., Aubé, M., Bertolo, A. (2020). Multispectral analysis of the night sky brightness and its origin for the Asiago Observatory, Italy. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, stz3406.
  • Garcia-Saenz A., Sánchez de Miguel A., Espinosa A., Valentin A., Costas L., Castaño-Vinyals G., Moreno V., Pollan M., Aubé M., and Kogevinas M.. (2019) Artificial light at night (ALAN), blue light spectrum exposure and colorectal cancer risk in Spain (MCC-Spain study)." Environmental Epidemiology 3, 212.
  • Sánchez de Miguel, A., Bará, S., Aubé, M., Cardiel, N., Tapia, C. E., Zamorano, J., & Gaston, K. J. (2019). Evaluating Human Photoreceptoral Inputs from Night-Time Lights Using RGB Imaging Photometry. Journal of Imaging, 5(4), 49.
  • de Miguel, A. S., Kyba, C. C., Aubé, M., Zamorano, J., Cardiel, N., Tapia, C., ... & Gaston, K. J. (2019). Colour remote sensing of the impact of artificial light at night (I): The potential of the International Space Station and other DSLR-based platforms. Remote Sensing of Environment, 224, 92-103.
  • Aubé, M., Simoneau, A., Wainscoat, R. and Nelson, L. (2018) Modelling the effects of phosphor converted LED lighting to the night sky of the Haleakala Observatory, Hawaii. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 478(2), pp.1776-1783.
  • Linares, H., Masana, E., Ribas, S. J., Garcia-Gil, M., Figueras, F., & Aubé, M. (2018). Modelling the night sky brightness and light pollution sources of Montsec protected area. Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer, 217, 178-188.
  • Aubé, M., Simoneau, A., (2018) New Features to the Night Sky Radiance Model Illumina: Hyperspectral Support, Improved Obstacles and Cloud Reflexion, Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer, Vol. 211, pp. 25-34.
  • Garcia-Saenz, A., Sánchez de Miguel, A., Espinosa, A., Valentin, A., Aragonés, N., Llorca, J., Amiano, P., Martín Sánchez, V., Guevara, M., Capelo, R., Tardón, A., Peiró-Perez, R., Jiménez-Moleón, J. J., Roca-Barceló, A., Pérez-Gómez, B., Dierssen-Sotos, T., Fernández-Villa, T., Moreno-Iribas, C., Moreno, V., García-Pérez, J., Castaño-Vinyals, G., Pollán, M., Aubé, M., Kogevinas, M. (2018) Evaluating the association between artificial light-at-night exposure and breast and prostate cancer risk in Spain (MCC-Spain study), Environmental Health Perspectives, 126(4), 047011.
  • Hänel, A., Posch, T., Ribas, S.J., Aubé, M., Duriscoe, D., Jechow, A., Kollath, Z., Lolkema, D.E., Moore, C., Schmidt, N., Spoelstra, H., Wuchterl, G., Kyba, C.C.M, (2017) Measuring night sky brightness: methods and challenges, Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer, 205, pp.278-290..
  • Sanchez de Miguel, A., Aubé M., Zamorano, J., Kocifaj, M., Roby, J., Tapia, C. (2017) Sky Quality Meter measurements in a colour-changing world, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 467, Issue 3, p.2966-2979.
  • Aubé M., Kocifaj, M., Zamorano, J., Solano Lamphar, H. A., Sanchez de Miguel, A. (2015) The Spectral Amplification Effect of Clouds to the Night Sky Radiance in Madrid, Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer, Vol. 181, pp. 11-23.
  • Aubé, M. (2015) Physical Behaviour of Anthropogenic Light Propagation into the Nocturnal Environment, Philosophical Transactions of the Royal Society - B, Vol. 370, Issue 1667.
  • Aubé, M., Garcia, B., Fortin, N., Turcotte, S., Mancilla, A., Maya, J. (2014) Evaluation of the sky brightness at two Argentinian Astronomical Sites, Publications of the Astronomical Society of the Pacific, 126 :945.
  • Aubé, M., Roby, J. (2014) Sky brightness levels before and after the creation of the first international dark sky reserve, Mont-Mégantic observatory, Québec, Canada, Journal of quantitative spectroscopy and radiative transfer, Vol 139, pp 52-63.
  • Aubé M, Roby J, Kocifaj M (2013) Evaluating Potential Spectral Impacts of Various Artificial Lights on Melatonin Suppression, Photosynthesis, and Star Visibility. PLoS ONE 8(7): e67798. doi:10.1371/journal.pone.0067798
  • Aube, M., Kocifaj, M., (2012) Using two light-pollution models to investigate artificial sky radiances at Canary Islands observatories, Monthly notices of the royal astronomical society,Vol. 422, Issue 1, pp. 819-830.
  • Kocifaj, M., Aube, M., Kohut, I. (2010) Effect of spatial and spectral heterogeneity of ground-based light sources on the night sky radiances, Monthly notices of the royal astronomical society,Vol. 409, Issue 3, pp. 1203-1212.
  • Aubé, M. (2006) Improved light pollution models allow the simulation of real situations, SPIE Newsroom, DOI: 10.1117/2.1200601.0028 http://newsroom.spie.org/documents/Imported/28_268_0_2005-11-16/28_268_0_2005-11-16.PDF
  • Campanelli, M. , N. T. O'Neill, A., Lupu., A., S. Thulasiraman , J. McConnell, J. Kaminski, M. Aubé (2006) Evaluation of the GEM–AQ air quality model during the Quebec smoke event of 2002: analysis of extensive and intensive optical disparities". Atmospheric Environment, Vol. 40, p. 373-379, doi: 10.1016/j.atmosenv.2006.03-006.
  • Vachon, F., Royer, A., Aubé, M., Toubbé, B., O'Neill, N.T., Teillet, P. M. (2004) Remote Sensing of Aerosols over North American Land Surfaces from POLDER and MODIS Measurement, Atmospheric Environment, Vol. 38, Issue 21, 3501-3515.
  • Aubé, M. (2003) Modélisation de l'évolution spatiale et temporelle de l'épaisseur optique des aérosols à l'échelle régionale, Ph.D thesis, département de géographie et télédétection, Faculté des lettres et sciences humaines, Université de Sherbrooke.
  • Roy, J.-R., Aubé, M.,McCall, M., Dufour, R. (1992) The Origin of Broad Emission Lines in the Extragalactic Giant HII Region NGC 2363. The Astrophysical Journal. 386: 498-505.
  • Aubé, M. (1991) Structure et dynamique de la région HII géante NGC 2363, M.Sc. thesis, Département de physique, Faculté des sciences et génie, Université Laval.

Former group members

Nikki Veilleux
Stagiaire FRQNT (2020-2021) - étudiante au collégial en Sciences de la natureCégep de SherbrookeCanada
Project title:Developing a method to proceed to light fixture and obstacles inventory over large territoriesÉlaboration d'une méthode pour inventorier les lampadaires et obstacles sur des larges territoires
Justine Desmarais
Stagiaire FRQNT (2020-2021) - étudiante au collégial en Sciences de la natureCégep de SherbrookeCanada
Project title:Developing a method to proceed to light fixture and obstacles inventory over large territoriesÉlaboration d'une méthode pour inventorier les lampadaires et obstacles sur des larges territoires
Alexandre Simoneau
Candidat au M.Sc. en physique (2016-2018)Bishop's UniversityCanada
Project title:Hyperspectral modelling of the artificial light at night in urban and rural environmentsModelisation multispectrale des la lumière artificielle nocturne dans des environnements urbain et rural
Supervisor: Martin AubéCo-supervisor: Lorne Nelson
Amar Farkouh
Stagiaire FRQNT (2020) - étudiant au collégialCégep de SherbrookeCanada
Project title:Artificial light at night mapping with the LANcube photometerCartographie dynamique de la lumière artificielle nocturne à l’aide du capteur LANcube
Mia Caron
Stagiaire FRQNT (2018-2019) - étudiante au collégialCégep de SherbrookeCanada
Project title:Design and validation of the CoSQM multispectral photometerConception et validation du capteur multi-spectral CoSQM
Thomas Goulet-Soucy
Stagiaire CICAN technologies propres (2018) - étudiant au B.Sc. physiqueUniversité de SherbrookeCanada
Project title:Design of the LANcube photometre prototypeConception du prototype du radiomètre LANcube
Jérémie Gince
Stagiaire FRQNT (2017) - étudiant au collégialCégep de SherbrookeCanada
Project title:Calibration of a sky brightness multispectral photometerÉtalonnage et validation du photomètre multispectral pour la détection de la brillance du ciel nocturne
Alejandro Sanchez de Miguel
Stagiaire doctoral (2014-2015)Universidad Complutense de MadridSpain
Project title:Multispectral remote sensing of light pollution using DSLR color imagesTélédétection multispectrale de la pollution lumineuse avec une caméra DSLR
Alexandre Alarie
Stagiaire doctoral (2013-2015)Université LavalCanada
Project title:3D modeling of a planetary nebulaModélisation 3D d'une nébuleuse planétaire
Dominic Lagrois
Stagiaire post-doctoral (2012-2013)Université LavalCanada
Project title:3D modeling of a planetary nebulaModélisation 3D d'une nébuleuse planétaire
Jean-Denis Giguère
Candidat au M.Sc. en géomatique (2009-2011)Université de SherbrookeCanada
Project title:Night sky artificial luminance model validationValidation du modèle de luminance artificielle du ciel nocturne
Supervisor: Martin AubéCo-supervisor: Norm T. O'Neill
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