De nombreuses menaces pèsent aujourd’hui sur la biodiversité. La dégradation de l’environnement inquiète les citoyens, tandis que les scientifiques tentent de trouver un moyen d’inverser la tendance. Face à cet enjeu, l’emploi des technologies numériques permet d’élaborer de nouvelles solutions.
La dégradation de l’environnement est un sujet sur lequel il est urgent d’agir. Le réchauffement climatique, entre autres, donne lieu à de nouveaux comportements chez les animaux et végétaux, pouvant parfois mener à leur disparition. On estime aujourd’hui que plus d’un million d’espèces sont menacées d’extinction dans le monde.
Pour tenter de mieux comprendre les mutations biologiques, les scientifiques ont besoin d’observer, de recenser et d’analyser les différents milieux naturels avec leur faune et leur flore. La connaissance de notre planète est essentielle pour anticiper les effets néfastes qu’elle subit. L’émergence de nouveaux dispositifs numériques permettent d’adopter une approche différente et de venir compléter les travaux déjà établis par les chercheurs.
Et si la collecte de données était le résultat d’un travail collaboratif ? Depuis quelques années, les études sur la biodiversité s’ouvrent au grand public. Ces « sciences participatives » révèlent de nombreux bénéfices pour les études scientifiques.
Elles permettent d’obtenir de manière simple et rapide des données complémentaires aux projets en cours.
SAGE est un programme mis au point par l’ONG The Nature Conservancy (TNC) qui se concentre sur l’observation des oiseaux. Le but est de protéger les migrations des oiseaux entre le Canada et le Mexique grâce à l’application eBird, qui permet à n’importe quel individu d’ajouter des photos d’oiseaux migrateurs à une base de données existante. Les clichés sont alors répertoriés et traités par le l’Université de Cornell pour mieux renseigner les cycles migratoires des différentes espèces.
Prédire avec précision les localisations des oiseaux offre l’opportunité à TNC d’améliorer leur trajet vers le Mexique. L’organisation non-gouvernementale collabore notamment avec des riziculteurs pour créer des zones humides temporaires afin de permettre aux espèces de se nourrir et de se reposer. Grâce à la mise en place de ce dispositif numérique et participatif, la voie des oiseaux migratoire du pacifique a pu être protégée et optimisée.
Spipoll est un autre exemple d’initiative participative. Initié par le Muséum d’Histoire Naturelle et de l’Office pour les Insectes et leur Environnement, le projet s’articule autour des insectes pollinisateurs français. Les scientifiques souhaitent en effet mieux comprendre la structure des réseaux de pollinisation, en raison de la forte menace qui pèse sur eux. Une fois encore, le protocole repose sur les photographies de volontaires : vingt minutes pour photographier un maximum d’insectes dans un seul espace. Le participant dépose ensuite ses clichés sur un serveur en ligne, et dispose d’un document d’identification pour les espèces photographiées. Ces collections sont ensuite vérifiées et exploitées par les scientifiques.
L’utilisation du digital est un véritable plus pour comprendre la mutation de notre écosystème. Grâce à son usage en réseau, il facilite la création de répertoires biologiques. Il permet ainsi de mettre à jour et de compléter les bases d’information en temps réel. Un avantage de taille dans un monde qui ne cesse d’évoluer !
Le numérique est également un outil de choix pour développer les sciences participatives. La démocratisation de la fibre optique permet à tous les foyers de France d’avoir un accès au Très Haut Débit et de pouvoir ainsi profiter des différents usages numériques.
Les quelques exemples ci-dessus illustrent parfaitement la contribution du digital dans la préservation de l’environnement. Ces dispositifs connectés ont un double bénéfice puisqu’ils renseignent les scientifiques sous une autre approche et, d’autre part, sensibilisent les participants à la nature et sa biodiversité. L’environnement est fragile et ces projets offrent la possibilité de prendre conscience et d’agir positivement pour la planète. Le numérique serait par ce biais, l’un des moyens permettant se reconnecter à la nature.
Les sciences participatives permettent de faire grandement avancer les études scientifiques sur la mutation des écosystèmes. Cependant, les chercheurs ont besoin de se baser sur des données fréquentes et plus précises, qui ne peuvent être délivrées par les citoyens.
L’Intelligence Artificielle (IA) est l’un des moyens privilégiés pour étudier les changements liés à l’environnement. Le MIT (Massachusetts Institute of Technology) s’est, par exemple, intéressé de près à la protection des océans. L’institut de recherche a élaboré un modèle d’apprentissage automatique capable d’analyser et de cartographier les zones marines en fonction de leur concentration en phytoplancton. En effet, cet ensemble de végétaux souvent invisibles, figure parmi les indicateurs de la qualité biologique des eaux.
Habituellement, les chercheurs ne s’appuyaient que sur la couleur du phytoplancton (la chlorophylle), pour avoir un aperçu de sa concentration. Or, cette analyse reste limitée puisque deux environnements peuvent présenter des doses similaires de chlorophylles, avec une faune et une flore différente. Maike Sonnewald, océanographe à l’origine du projet, explique ce raisonnement : « Si vous regardiez toutes les régions terrestres qui n’ont pas beaucoup de biomasse, cela inclurait l’Antarctique et le Sahara, même si elles ont des assemblages écologiques complètement différents ».
En prenant compte de ces paramètres, l’algorithme SAGE comprend une multitude d’autres critères afin de répertorier au mieux les milieux marins : il s’agit de mettre en évidence leurs points communs, à savoir des interactions similaires entre différents types de phytoplanctons.
Cette nouvelle méthode de recherche a permis aux scientifiques de classer les milieux marins en plus de 100 catégories différentes. Cette hiérarchisation des océans permet de mieux suivre leur état de « santé » et de développer des politiques environnementales en conséquence.
Du côté de la faune terrestre, le CNRS et l’Université de Porto ont élaboré un modèle d’Intelligence Artificielle pour identifier les oiseaux. Dotée d’un apprentissage automatique, cette IA est capable de repérer les oiseaux de manière individuelle afin de suivre des groupes d’animaux dans le contexte du changement climatique.
L’avantage de ce nouveau système est qu’il est moins coûteux et qu’il permet de gagner du temps dans l’analyse des sujets. L’IA dispose d’une base de données préétablie et continue de s’améliorer pendant son utilisation. Dans ce cas de figure, les scientifiques ont introduit des photos d’oiseaux, afin qu’elle puisse les reconnaître. D’une certaine manière, l’Intelligence Artificielle mime le cerveau humain dans son processus d’apprentissage. Le programme va ensuite identifier les oiseaux individuellement en se basant sur des critères singuliers. Grâce au débit délivré par la fibre optique, cette technologie est capable de réaliser des opérations d’analyse et de traitement. « Nous montrons que les ordinateurs peuvent reconnaître systématiquement des dizaines d’oiseaux individuels, alors que nous ne pouvons pas nous-mêmes les distinguer. Ainsi, notre étude fournit une méthode pour surmonter l’une des plus grandes limites de l’étude des oiseaux sauvages : reconnaître de manière fiable les individus, sans marqueurs externes » précise André Ferreira, doctorant au Centre d’écologie fonctionnelle et évolutive.
Comme le souligne l’équipe de recherche, le meilleur atout de cette étude réside dans le fait qu’elle ne soit pas intrusive pour les espèces. Celles-ci ne sont pas manipulées ou marquées, ce qui leur évite un stress considérable.
Certains dispositifs similaires ont déjà été mis en place pour observer les populations d’ours polaires, de phoques ou de belugas sur des territoires au climat plus rude, là où souvent l’œil humain ne suffit pas.
La sauvegarde de la biodiversité est un enjeu de taille auquel il est urgent de répondre. L’évolution constante de la situation nécessite d’observer la faune et la flore en temps réel, afin d’être réactif et d’agir de manière. La place du numérique, boostée par les infrastructures fibre optique, révèle l’utilité de ces nouvelles méthodes d’observation intelligentes et instantanées.
Les sciences participatives ont montré le double avantage de compléter les études des chercheurs tout en sensibilisant le grand public à la protection de la nature. Elles viennent s’ajouter aux Intelligences Artificielles, qui offrent une précision incomparable pour élaborer des diagnostics environnementaux. Mais qu’il s’agisse d’une méthode ou d’une autre, le numérique, allié à la fibre optique, a véritablement un impact positif au sein de la préservation de la faune et de la flore.
Charlotte B.
