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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 . . .

03 - Allier

Du 1er juin au 30 septembre

EXPOSITION
"HALTE AUX ENVAHISSEURS"

Découvrez les espèces exotiques envahissantes installées sur le trrritoire de Montluçon Communauté. Des conseils sont également donnés pour les identifier et éviter leur propagation.

Maison de la Combraille
Place Pierre Bitard
03420 Marcillat-en-Combraille
04 70 51 10 23
maisondelacombraille.over-blog.com


07 - Ardèche

Du 17 mai au 11 octobre

CANOE KAYAK EN ARDECHE

Canoë Kayak 07 propose cette saison des journées découvertes permettant de découvrir cette activité gratuitement.
Les 17 et 24 mai, 7, 14, 21, 28 juin, 5 juillet, 30 aout, 6, 13, 20, 27 septembre et 4, 11 octobre.
Mini-descente du pont d’Arc, 8 km, le matin à 9h à AM à 15h, sur réservation au 04 75 37 17 79 ou par email : charmasson.yves@wanadoo.fr

Canoë Kayak 07
Quartier de Châmes
07150 Vallon Pont d’Arc
04 75 88 03 06
www.canoekayak07.com


11 - Aude

Du 30 avril au 4 mai  

ATELIER FOUILLE ET DÉMONSTRATION DE TOURNAGE

Accompagnés par une potière et un archéologue spécialiste de la construction terre, les enfants sont invités à plonger les mains dans l’argile pour découvrir tous les potentiels de la matière, du modelage et tournage de poteries à la construction en terre. Enfants à partir de 6 ans.

Amphoralis
Allée des potiers
11590 Sallèles-d’Aude
04 68 46 89 48
www.amphoralis.com


Le 5 mai

CONCERT
UXLO BRIGA

Le chant des roches : un trio à quatre, Uxlo Briga, présente son premier concert audioscopique. Dimanche 5 mai à 17h. Gratuit.

Musée du Quercorb
16 rue Barry du Lion
11230 Puivert
09 67 27 81 51
www.museequercorb.com


2 juin

CONCERT
CANTO-LOU Chants occitans

Chœur mixte, Canto-Lou interprète les chants traditionnels du Languedoc, dans une expression rustique. Dimanche 2 juin. Gratuit.

Musée du Quercorb
16 rue Barry du Lion
11230 Puivert
09 67 27 81 51
www.museequercorb.com


21 - Côte d'Or

Du 5 avril au 17 novembre

EXPOSITION
"NATURE INCOGNITO" : la face cachée des villes

Vous me reconnaissez ? Je fais partie des millions d’espèces sauvages, animales ou végétales qui vivent dans les villes, tout près de chez nous et qui, pour la plupart, demeurent « Incognito » !
La nouvelle exposition du Jardin des sciences & Biodiversité vous invite à voir la ville autrement

Le Jardin des Sciences
Parc de l’Arquebuse
1 avenue Albert 1er & 14 rue Jehan de Marville
21000 Dijon
03 80 48 82 00
www.dijon.fr


37 - Indre-et-Loire

Du 2 mai au 2 septembre

EXPOSITIONS
"1519, LA MORT DE LÉONARD DE VINCI"

La naissance d’un mythe » dans les collections de la Bibliothèque Nationale de France.

Château royal d’Amboise
Montée de l’Emir Abd el Kader
37400 Amboise
02 47 57 00 98
www.chateau-amboise.com


40 - Landes

Les 5, 6 et 7 juillet

FÊTE DE LA PRÉHISTOIRE

Tout le village se met à l’heure de la Préhistoire avec de nombreux ateliers, des conférences, un marché artisanal, des animations pour les enfants, des spectacles et des concerts !

Maison de la Dame
404 rue du Musée
40330 Brassempouy
05 58 89 21 73
www.prehistoire-brassempouy.fr


Le 13 août  

REPAS PRÉHISTORIQUE

L'association les Puits dans le désert propose de découvrir les modes de cuisson et les saveurs de la préhistoire. Sur réservation.

Maison de la Dame
404 rue du Musée
40330 Brassempouy
05 58 89 21 73
www.prehistoire-brassempouy.fr


44 - Loire Atlantique

Du 8 au 19 mai 2019

EXPOSITION
"LES FLORALIES INTERNATIONALES DE NANTES"

Lors de cette prestigieuse manifestation florale, les visiteurs seront invités à découvrir dans le cadre exceptionnel du Parc de la Beaujoire des scènes ornementales élaborées par des professionnels et des amateurs passionnés.
Une représentation florale de haut niveau qui contribuera à les étonner, les dépayser, les faire rêver...

Floralies Internationales
Parc des Expositions de la Beaujoire
Route de Saint-Joseph de Porterie
44300 Nantes
http://comite-des-floralies.com/fre/


50 - Manche

Du 9 février au 2 juin

EXPOSITION
"FABULEUX OUTILS DE JARDIN"

Guillaume Pellerin a rassemblé pendant plus de 40 ans dans son jardin botanique de Vauville une très grande collection d’outils de jardin anciens. Cette exposition vous dévoile tous les secrets d’une culture aussi ancienne que l’humanité, à travers les outils classés selon leur fonction, de la préparation du sol à la plantation, l’arrosage ou encore la récolte. Gratuit.

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


62 - Pas-de-Calais

Du 18 mai au 12 juin

FESTIVAL DE L’ARBRE ET DES CHEMINS RURAUX

Les Hauts-de-France mettent à l'honneur leurs forêts, bois et massifs à travers un programme foisonnant de sorties nature et d'animations portées par des associations, des entreprises, des habitants... En famille ou entre amis, vivez au rythme du Festival de l'arbre et des chemins ruraux.

Moulin Musée Wintenberger
Place du Château
62270 Frévent
06 33 65 26 06 / 07 89 81 25 93
www.villedefrevent.com


71 - Saône et Loire

Du 6 avril au 3 novembre

EXPOSITION
"VU, PAS VU, PAS PRIS …"
Mimétisme et camouflage dans la nature

Manger ou être mangé... la lutte pour la survie dans le monde animal passe par différents stratagèmes. Illustrations, animaux vivants ou naturalisés, tout est mis en œuvre dans l’exposition pour que mimétisme, camouflage, et dissimulation n’aient plus de secret pour vous.

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

Lieux:

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