Solutions de monitoring de la population d'oiseaux par identification audio et IA

Biodiversité Oiseaux Chauve-souris IA Audio

Le suivi bioacoustique consiste à enregistrer et à identifier automatiquement les sons émis par les animaux (principalement les oiseaux ou les chauves-souris, mais aussi les insectes et les grenouilles), afin de fournir des informations sur les espèces présentes dans une zone donnée.

Cet article explique pourquoi il peut être intéressant de mettre en place un tel suivi sur vos terres, présente certains outils disponibles et décrit comment les utiliser si vous décidez de franchir le pas.

Quels sont les avantages du suivi bioacoustique pour les gestionnaires de terres ?

De nombreux gestionnaires de terres, curieux d’en savoir plus sur la faune de leurs parcelles, s’y intéressent. Mais il existe aussi des raisons plus pratiques pour lesquelles ce type de suivi devrait concerner tous les gestionnaires.

Avec l’évolution des politiques publiques, qui mettent davantage l’accent sur la production de bénéfices environnementaux issus de l’agriculture, et l’arrivée progressive de financements privés sur les marchés émergents du capital naturel, il devient essentiel pour les gestionnaires de terres de pouvoir mesurer la biodiversité de manière standardisée, afin d’établir des références et de suivre les évolutions. Le suivi bioacoustique, en utilisant les oiseaux et les chauves-souris comme indicateurs de biodiversité, pourrait être une solution.

Pourquoi enregistrer les sons des animaux plutôt que des images ?

Les chants et cris d’animaux, avec leurs motifs de fréquences distinctifs, se prêtent mieux à l’identification automatisée par apprentissage automatique que les images, qui peuvent manquer de régularité en raison des conditions lumineuses ou de la posture et du comportement des animaux.

Contrairement à d’autres outils de suivi à distance comme les pièges photographiques, qui nécessitent le passage de l’animal devant la caméra, les capteurs acoustiques collectent des données dans une zone plus large.

Quel équipement est nécessaire ?

Beaucoup connaissent l’application Merlin Bird ID, qui permet d’identifier les oiseaux à partir du micro d’un smartphone, ou encore les détecteurs d’ultrasons utilisés pour écouter les chauves-souris. Mais ces méthodes exigent la présence d’un observateur et risquent de manquer certaines espèces, surtout celles qui vocalisent peu ou à des heures inhabituelles.

De plus en plus, des enregistreurs acoustiques passifs et autonomes sont utilisés pour collecter des données en continu, de jour comme de nuit et sur de longues périodes.

Ces appareils spécialisés coûtent entre un peu plus de 100 € et plus de 1000 €. Parmi les modèles abordables, on trouve l’Audiomoth et le Song Meter Micro 2 :

Audiomoth : configurable pour enregistrer soit les oiseaux, soit les chauves-souris (mais pas les deux à la fois). (très abordable mais l'étanchéité n'est pas exceptionnelle. Ce peut être une bonne idée de le garder dans un sac congélation une fois installé sur site...)
Song Meter Micro 2 : enregistre uniquement les sons audibles (pas les ultrasons des chauves-souris).

Les enregistrements sont sauvegardés sur carte micro-SD et doivent être analysés par un logiciel spécialisé. Cela demande quelques compétences en informatique, ce qui a conduit à l’apparition de nouvelles solutions simplifiées, présentées plus loin.

Options simplifiées pour l’enregistrement des oiseaux

Les enregistreurs autonomes comme l’Audiomoth et le Song Meter offrent une grande flexibilité, mais nécessitent des compétences techniques. Pour simplifier l’expérience utilisateur, de nouvelles options sont apparues, souvent plus coûteuses ou nécessitant un abonnement.

Chirple Chorus : un enregistreur intégrant directement l’IA d’identification des oiseaux européens. Il nécessite une connexion Internet (Wi-Fi ou 2G), ce qui implique un abonnement en plus du coût initial. Des panneaux solaires existent pour les sites isolés.
Chirrup Nano : proposé sous forme de service plutôt que de produit à acheter. Les enregistreurs sont installés temporairement sur une exploitation, puis collectés. Les résultats sont restitués via un tableau de bord comparatif. Actuellement, cette solution vise plutôt les entreprises que les particuliers.

Comment configurer les enregistreurs passifs ?

Audiomoth : configuration via ordinateur et câble USB.
Song Meter Micro : configuration via une application mobile en Bluetooth.

Il faut définir :

la fréquence d’échantillonnage (48 kHz pour les oiseaux, 250 kHz ou plus pour les chauves-souris),
la fréquence et la durée des enregistrements (par exemple, 1 minute toutes les 10 minutes),
les périodes de la journée (matin pour les oiseaux, crépuscule pour les chauves-souris).

L’objectif du suivi détermine aussi la période de l’année choisie :

oiseaux nicheurs → plus actifs entre mars et juin,
chauves-souris → actives pendant toute la saison chaude.

Comment déployer les enregistreurs ?

Le choix de l’emplacement dépend des objectifs :

détecter une espèce précise → placer dans son habitat,
établir une liste complète → déplacer ou multiplier les enregistreurs,
suivre l’évolution de la biodiversité → disposer un quadrillage régulier.

Les enregistreurs sont généralement fixés entre 1 et 2 mètres du sol, sur un arbre, un piquet ou un poteau.

Comment analyser les résultats ?

Les enregistrements peuvent représenter plusieurs heures de données. Le plus efficace est de les analyser avec un logiciel d’IA.

BirdNET (développé par Cornell, comme Merlin) est l’un des plus utilisés, mais son interface n’est pas très intuitive. Des solutions comme Chirpity facilitent l’utilisation.
Il est important de limiter les espèces à la zone étudiée, sinon des erreurs apparaissent (espèces exotiques).
BirdNET fournit un score de confiance (%) pour chaque identification. Les résultats doivent être filtrés et les espèces rares vérifiées par un expert.

D’autres solutions existent :

BTO Acoustic Pipeline (service gratuit si partage des données avec le BTO, utile notamment pour les espèces nocturnes ou la surveillance du Courlis).
Pour les chauves-souris : identification possible via BTO, mais avec des limites de volume gratuit. Pour de grandes quantités de données, il faut un service payant comme Kaleidoscope.

Limites du suivi bioacoustique

Les espèces vocales sont surreprésentées : un oiseau bruyant et fréquent sera détecté plus souvent qu’une espèce discrète, même si leurs populations sont similaires.
Les conditions météo influencent aussi l’activité vocale.
Ainsi, les données bioacoustiques servent surtout à comparer l’abondance d’une même espèce dans le temps ou entre sites, mais pas à comparer différentes espèces entre elles.

Des suivis longs permettent de réduire les biais liés aux conditions ponctuelles.

Pour aller plus loin

Sources

La version originale de cet article (en anglais) se trouve ici : https://www.fas.scot/article/bio-acoustic-monitoring-solutions-for-land-managers/