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Bioacoustique : à l'écoute des forêts pour mesurer la biodiversité
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Bioacoustique : à l'écoute des forêts pour mesurer la biodiversité

En novembre 2018 s'est tenue la conférence des Nations Unies sur la biodiversité qui avait pour thème "investir dans la biodiversité pour la planète et ses peuples". Chaque année, de nouvelles espèces se rapprochent de l'extinction. Pour préserver une biodiversité toujours plus menacée, encore faut il faut la connaître et donc la mesurer. De plus en plus souvent, les chercheurs utilisent la bioacoustique. Le procédé n'est pas nouveau : « Depuis près de six ans, la bioacoustique s'est renforcée afin d'analyser la biodiversité. Cette science s’appelle l’éco-acoustique. De nombreux travaux sont déjà publiés explique Thierry Aubin, directeur de recherche au CNRS et responsable de l’équipe de communications acoustiques de l’Université Paris-Saclay. Les premières études ont commencé dans les années 1960 sur des insectes et des oiseaux avec les travaux du Français René-Guy Busnel. » Aujourd'hui, l'éco-acoustique utilise les techniques de reconnaissance de sons de l'intelligence artificielle pour une meilleure efficacité.

L'éco-acoustique se révèle précieuse pour étudier la biodiversité des écosystèmes, notamment lorsque l’imagerie par satellite échoue. « Les satellites ne permettent pas de connaître ce qui se passe sous le couvert végétal, de sorte qu'il est impossible de dénombrer les espèces », raconte Thierry Aubin. Si l'on veut analyser ce qui se passe dans les forêts tropicales, les enregistrements acoustiques sont très utiles. « Avec le mur végétal, les animaux ne voient pas très loin. Les signaux visuels sont inefficaces. Presque toutes les espèces de la forêt (insectes, batraciens, oiseaux, mammifères) n'ont pas d'autres moyens que l'acoustique pour se retrouver », expose le chercheur. L’éco-acoustique ne se limite pas aux forêts très denses. L’enregistrement de la biodiversité se fait aussi dans des forêts tempérées et même les océans. « Des hydrophones étaient déployés par l'armée pour détecter les bruits des sous-marins, raconte Thierry Aubin. Ces premiers instruments ont permis les premiers essais dans le domaine. Il y a désormais de nombreux laboratoires qui peuvent utiliser les sons. En 2015 par exemple, notre équipe a commencé un partenariat avec le Commissariat de l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA). Les enregistrements en Antarctique nous ont permis de dénombrer les cachalots qui passaient dans la région étudiée (soumis à publication). »

Dénombrement et identification

La bioacoustique aide à dénombrer les espèces présentes, mais aussi les individus. « Les animaux sont comme les humains ; chacun à sa propre voix », confirme Thierry Aubin. Avec les enregistrements, les bio-acousticiens peuvent aussi localiser les individus d’une espèce. En plaçant plusieurs microphones dans la forêt, le son d'un animal n’atteindra pas tous les appareils au même moment : il y a un décalage qui dépend de la distance entre la source et le microphone. En mettant à profit ce décalage, on peut trianguler la position de l'émetteur. « En 2011, notre équipe a ainsi pu localiser les oiseaux en Amazonie Brésilienne avec une précision de 1 mètre simplement par leur chant », poursuit-il.

Afin d'analyser les enregistrements recueillis, les chercheurs utilisent des programmes informatiques, mais ils ne sont pas sans faille. Lorsque deux sons se superposent, le programme est incapable de distinguer les espèces. Cette situation ne se produit pas fréquemment. « Dans une forêt, les animaux évitent de chanter en même temps lorsqu’ils communiquent. C’est ce que nous avons baptisé " l'hypothèse de la niche écologique", soutient Thierry Aubin. Dans la forêt amazonienne, il y a des cigales qui chantent en continu, mais seulement à certaines heures de la journée. Une espèce voisine chantera plus tôt ou plus tard. Et si elles chantent en même temps, ce ne sera pas à la même fréquence. Cela leur permet de communiquer sans se gêner. »

Les bio-acousticiens utilisent deux méthodes pour classifier les sons des espèces : l’analyse supervisée ou non supervisée. Dans le premier cas, un spécialiste analyse 30 à 40 % des données recueillies et associe les sons aux différentes espèces. Avec ces connaissances, le programme d'apprentissage peut classifier les données restantes. Cette méthode d’analyse est fiable à environ 95 %, mais assez coûteuse, car elle nécessite qu'on y passe du temps.

Avec l’analyse non supervisée, le programme n’a pas de connaissances particulières. « Après l'enregistrement des sons, on procède à des transformations dans l'espace temps-fréquence, fabriquant des signatures numériques des sons, explique Charles Bouveyron, professeur de statistiques à l'université Côte d'Azur. Puis à partir de ces signatures, l'algorithme place les sons dans des catégories similaires. Enfin, un expert évalue les classements et associe l’espèce à la catégorie correspondante ». C'est moins onéreux mais la fiabilité de reconnaissance chute à 85 %. « Les programmes ne sont pas parfaits. Ils peuvent classifier incorrectement les sons ou les attribuer à la mauvaise espèce. Notre équipe travaille sur ces algorithmes pour les rendre plus fiables », conclut Thierry Aubin. Une plus grande fiabilité des programmes d’analyse permettra un suivi plus rigoureux des espèces en danger.


Source : La Recherche
Crédit : La Recherche

Bioacoustique : à l'écoute des forêts pour mesurer la biodiversité Actualités

Bioacoustique : à l'écoute des forêts pour mesurer la biodiversité

En novembre 2018 s'est tenue la conférence des Nations Unies sur la biodiversité qui avait pour thème "investir dans la biodiversité pour la planète et ses peuples". Chaque année, de nouvelles espèces se rapprochent de l'extinction. Pour préserver une biodiversité toujours plus menacée, encore faut il faut la connaître et donc la mesurer. De plus en plus souvent, les chercheurs utilisent la bioacoustique. Le procédé n'est pas nouveau : « Depuis près de six ans, la bioacoustique s'est renforcée afin d'analyser la biodiversité. Cette science s’appelle l’éco-acoustique. De nombreux travaux sont déjà publiés explique Thierry Aubin, directeur de recherche au CNRS et responsable de l’équipe de communications acoustiques de l’Université Paris-Saclay. Les premières études ont commencé dans les années 1960 sur des insectes et des oiseaux avec les travaux du Français René-Guy Busnel. » Aujourd'hui, l'éco-acoustique utilise les techniques de reconnaissance de sons de l'intelligence artificielle pour une meilleure efficacité.

L'éco-acoustique se révèle précieuse pour étudier la biodiversité des écosystèmes, notamment lorsque l’imagerie par satellite échoue. « Les satellites ne permettent pas de connaître ce qui se passe sous le couvert végétal, de sorte qu'il est impossible de dénombrer les espèces », raconte Thierry Aubin. Si l'on veut analyser ce qui se passe dans les forêts tropicales, les enregistrements acoustiques sont très utiles. « Avec le mur végétal, les animaux ne voient pas très loin. Les signaux visuels sont inefficaces. Presque toutes les espèces de la forêt (insectes, batraciens, oiseaux, mammifères) n'ont pas d'autres moyens que l'acoustique pour se retrouver », expose le chercheur. L’éco-acoustique ne se limite pas aux forêts très denses. L’enregistrement de la biodiversité se fait aussi dans des forêts tempérées et même les océans. « Des hydrophones étaient déployés par l'armée pour détecter les bruits des sous-marins, raconte Thierry Aubin. Ces premiers instruments ont permis les premiers essais dans le domaine. Il y a désormais de nombreux laboratoires qui peuvent utiliser les sons. En 2015 par exemple, notre équipe a commencé un partenariat avec le Commissariat de l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA). Les enregistrements en Antarctique nous ont permis de dénombrer les cachalots qui passaient dans la région étudiée (soumis à publication). »

Dénombrement et identification

La bioacoustique aide à dénombrer les espèces présentes, mais aussi les individus. « Les animaux sont comme les humains ; chacun à sa propre voix », confirme Thierry Aubin. Avec les enregistrements, les bio-acousticiens peuvent aussi localiser les individus d’une espèce. En plaçant plusieurs microphones dans la forêt, le son d'un animal n’atteindra pas tous les appareils au même moment : il y a un décalage qui dépend de la distance entre la source et le microphone. En mettant à profit ce décalage, on peut trianguler la position de l'émetteur. « En 2011, notre équipe a ainsi pu localiser les oiseaux en Amazonie Brésilienne avec une précision de 1 mètre simplement par leur chant », poursuit-il.

Afin d'analyser les enregistrements recueillis, les chercheurs utilisent des programmes informatiques, mais ils ne sont pas sans faille. Lorsque deux sons se superposent, le programme est incapable de distinguer les espèces. Cette situation ne se produit pas fréquemment. « Dans une forêt, les animaux évitent de chanter en même temps lorsqu’ils communiquent. C’est ce que nous avons baptisé " l'hypothèse de la niche écologique", soutient Thierry Aubin. Dans la forêt amazonienne, il y a des cigales qui chantent en continu, mais seulement à certaines heures de la journée. Une espèce voisine chantera plus tôt ou plus tard. Et si elles chantent en même temps, ce ne sera pas à la même fréquence. Cela leur permet de communiquer sans se gêner. »

Les bio-acousticiens utilisent deux méthodes pour classifier les sons des espèces : l’analyse supervisée ou non supervisée. Dans le premier cas, un spécialiste analyse 30 à 40 % des données recueillies et associe les sons aux différentes espèces. Avec ces connaissances, le programme d'apprentissage peut classifier les données restantes. Cette méthode d’analyse est fiable à environ 95 %, mais assez coûteuse, car elle nécessite qu'on y passe du temps.

Avec l’analyse non supervisée, le programme n’a pas de connaissances particulières. « Après l'enregistrement des sons, on procède à des transformations dans l'espace temps-fréquence, fabriquant des signatures numériques des sons, explique Charles Bouveyron, professeur de statistiques à l'université Côte d'Azur. Puis à partir de ces signatures, l'algorithme place les sons dans des catégories similaires. Enfin, un expert évalue les classements et associe l’espèce à la catégorie correspondante ». C'est moins onéreux mais la fiabilité de reconnaissance chute à 85 %. « Les programmes ne sont pas parfaits. Ils peuvent classifier incorrectement les sons ou les attribuer à la mauvaise espèce. Notre équipe travaille sur ces algorithmes pour les rendre plus fiables », conclut Thierry Aubin. Une plus grande fiabilité des programmes d’analyse permettra un suivi plus rigoureux des espèces en danger.


Source : La Recherche
Crédit : La Recherche

LE GUIDE Naturellement

Agenda . . .

25 - Doubs

Jusqu'au 9 janvier 2022

EXPOSITION
"DESTINS DE CIRQUE"

Cette exposition présente les destins des femmes et hommes du cirque entre ombres et lumières. Costumes, affiches, instruments de musique, gravures originales, films … évoquent l’art du cirque du XVIIIe siècle à nos jours.
Les fabuleux dessins aquarellés des sœurs Vesque, les planches uniques du grand costumier Gérard Vicaire éclairent ces destins de cirque.

Saline royale
Grande rue
25610 ARC-ET-SENANS
03 81 54 45 45
www.salineroyale.com


34 - Hérault

Du 25 septembre 2021 au 27 mars 2022

EXPOSITION
"JEAN-FRANCIS AUBURTIN, UN ÂGE D'OR"

Jean-Francis Auburtin (1866-1930) s’inscrit dans la longue procession des peintres sur le motif : Delacroix, Courbet, Boudin, Jongkind, Monet...
En une centaine d'œuvres, le Musée de Lodève propose une rétrospective de ce peintre à redécouvrir.

Musée de Lodève
Square George Auric
34700 Lodève
04 67 88 86 10
www.museedelodeve.fr


41 - Loir et Cher

Jusqu'au 6 novembre

SON & LUMIERE
CHATEAU ROYAL DE BLOIS

Chaque soir, dès la tombée de la nuit, devenez le témoin d'une expérience époustouflante !
Sur les 4 façades de la cour, projections d'images vidéo monumentales et effets spéciaux immersifs s’emparent de l’architecture grandiose des lieux, métamorphosent le château et lui donnent vie.

Office de Tourisme de Blois-Chambord
23 place du château
41000 Blois
02 54 90 41 41
www.bloischambord.com


45 - Loiret

Du 9 au 24 octobre

CONCOURS PHOTOS
"AUTOMNE"  

L’automne est une saison extraordinaire à l’Arboretum des Grandes Bruyères. Les tableaux paysagers prennent des couleurs flamboyantes et les ambiances vous transportent en Chine et au Canada. Le rouge, l’orange et le jaune se déclinent en mille nuances éclatantes. Immergez-vous dans ces paysages, photographiez-les et tentez de gagner des cadeaux ! Ouvert à tous, petits et grands, amateurs et professionnels.

Arboretum des Grandes Bruyères
45450 Ingrannes
02 38 57 28 24
www.arboretumdesgrandesbruyeres.fr


Les 17 et 24 octobre

VISITES GUIDÉES - Arboretum des Grandes Bruyères
"DIMANCHE D'AUTOMNE"  

Visites guidées à 15h Certains arbres ont leurs plus beaux atours à l’automne. Ils revêtent leurs manteaux aux couleurs flamboyantes et créent entre eux des paysages exceptionnels. Au delà encore de la beauté, chacun a son histoire et ses petits secrets. Venez les découvrir et vous émerveiller ! Adulte 15 € / 6-12 ans 5 € / Gratuit jusqu'à 5 ans.

Arboretum des Grandes Bruyères
45450 Ingrannes
02 38 57 28 24
www.arboretumdesgrandesbruyeres.fr


46 - Lot

Jusqu'au 26 septembre

EXPOSITION MUSEE CHAMPOLLION
"DONGBA.DES PICTOGRAMMES NAXI À L’ART CONTEMPORAIN"

L’exposition présente un panorama complet de la culture Dongba à travers une collection de manuscrits, de peintures sacrées, de costumes et d’instruments de la culture divinatoire dongba jusqu’aux plus importants pionniers de la création contemporaine de style Dongba.

Musée Champollion
Place Champollion
46100 Figeac
05 65 50 31 08
www.musee-champollion.fr


50 - Manche

Jusqu'au 1er novembre

EXPOSITION
"RIVAGES"

Photographe et aventurière, Amélie Blondiaux a parcouru à l'automne 2020 l'intégralité du GR 223 pour capter les nombreuses facettes du littoral de la Manche et promouvoir la mobilité douce dans le département.

Manoir du Tourp
Omonville-la-Rogue
50440 La Hague  
02 33 01 85 89
www.letourp.com


Jusqu'au 2 janvier 2022

EXPOSITION
"LE PEUPLE DES DUNES, DES GAULOIS SOUS LA PLAGE"

Menée en partenariat avec l’INRAP. Dans cette exposition visant à valoriser le site archéologique gaulois découvert sous la plage d’Urville-Nacqueville, c’est une véritable immersion dans la vie quotidienne de nos ancêtres, à la fois navigateurs et commerçants, qui vous sont proposée.

Manoir du Tourp
Omonville-la-Rogue
50440 La Hague  
02 33 01 85 89
www.letourp.com


71 - Saône et Loire

Jusqu'au 7 novembre

EXPOSITION
"LA VIE SECRÈTE DU SOL"

Quand on sait que les organismes vivants du sol représentent environ ¼ des espèces animales connues et le rôle joué par ces organismes dans l’équilibre et la richesse des sols on comprend mieux l’importance de bien les connaitre pour mieux les protéger.
L’exposition « La vie secrète du sol », conçue et réalisée par le Centre Eden, lève le voile sur ce monde mystérieux, les mécanismes complexes et les interactions entre les organismes.

Centre EDEN
26 rue de l’Eglise
71290 Cuisery
03 85 27 08 00
www.centre-eden71.fr


Jusqu'au 31 décembre

EXPOSITION
"LES COULEURS DU CHAROLAIS-BRIONNAIS"

Ils sont nés ici, y ont grandi ; ils y résident pour la plupart ou y séjournent durant les vacances…leur point commun ? Ils l’ont tous dans la tête et dans le cœur ! Le Charolais-Brionnais sera mis à l’honneur à travers 130 photographies des membres du groupe Facebook « Les Couleurs du Charolais-Brionnais ».

La Maison du Charolais
43 Route de Mâcon, RCEA N79 sortie 12
71120 Charolles
03 85 88 04 00
www.maison-charolais.com


76 - Seine-Maritime

Jusqu’au 4 septembre

EXPOSITION
"PLAYMOBIL, LE MONDE DE L’IMAGINATION"
 
Personnages mythologiques, histoires fantastiques, contes populaires et héros magiciens, tous vont se côtoyer dans de nombreuses scénettes dans les salles de la mythothèque de l’Historial Jeanne d’arc.
Tarifs : 2,50 €, gratuit pour les moins de 6 ans. Exposition gratuite si visite de l’Historial Jeanne d’Arc.
Renseignement : http://www.historial-jeannedarc.fr/exposition-playmobil-le-monde-de-limagination/

Historial Jeanne d’Arc
7 rue Saint Romain
76000 Rouen
02 35 52 48 00


87 - Haute-Vienne

Les 2 et 3 octobre

RANDONNEE
"SOUS MES PIEDS... UN CRATÈRE D'IMPACT"

L'équipe de la Réserve Naturelle Nationale de l'astroblème de Rochechouart-Chassenon propose 2 jours de randonnée animée (samedi et/ou dimanche au choix). Partez à la découverte d'un paysage façonné par la chute d'un astéroïde il y a plus de 200 millions d'année. Environ 12 km par jour. Samedi soir : possibilité de prendre un repas à la ferme et d'amener vos toiles de tentes pour dormir à la ferme.
Réservation obligatoire - Places limitées.

Maison de la Réserve
Espace météorite Paul Pellas

16 rue Jean Parvy
87600 Rochechouart
05 55 03 02 70
reservenaturelle.rochechouart@pol-cdc.fr

Lieux:

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