Avance technologique : comment la technologie et l’IA aident à protéger les écosystèmes des Galápagos

La technologie sous-marine se développe pour protéger les environnements nécessaires à l’océan pour libérer l’oxygène de la terre, séquestrer le carbone, fournir de la nourriture et bien plus encore. Et les données sont essentielles pour suivre le développement des écosystèmes alors que les menaces, telles que la pêche illégale et le changement climatique, fluctuent. La collecte et l’analyse de données océaniques à grande échelle, y compris celles d’espèces rares et menacées, donnent aux chercheurs des informations utiles pour aider à conserver la diversité vitale qui constitue une partie si précieuse de la terre.

« Jusqu’à ces dernières années, la recherche sur la faune a été un monde de ‘petites données' », déclare Jason Holmberg, directeur exécutif de Wildbook Image Analysis (WBIA), une entreprise technologique qui crée des logiciels ouverts et des solutions d’IA pour les défenseurs de l’environnement. « Les observations d’espèces rares ou en voie de disparition, que ce soit via des colliers, des pièges photographiques, des échantillons d’ADN ou des photos, ont été coûteuses à obtenir et ont souvent obligé les équipes de recherche à se rendre directement sur le terrain pendant de courtes durées pour obtenir même de petits volumes de données. »

Mais avec l’utilisation de l’IA, les données et les capacités se développent.

Observer les requins baleines grâce au suivi passif

En 2016, l’Union internationale pour la conservation de la nature (UICN) a rétrogradé les requins-baleines de vulnérables à en voie de disparition en raison des nombreux impacts anthropiques auxquels ils sont confrontés, notamment la pêche industrielle (à la fois ciblée et accessoire), les collisions avec des navires, la pollution marine et le changement climatique.

Les requins-baleines, qui peuvent mesurer jusqu’à 18 mètres de long, ont une importance écologique considérable, selon Sofia Green, biologiste marine et chercheuse au Galápagos Whale Shark Project, qui étudie le comportement, l’écologie et les schémas de migration de l’espèce. En tant que prédateurs au sommet de la chaîne alimentaire, les requins baleines se nourrissent des faibles et des malades. Ce faisant, ils maintiennent la chaîne alimentaire en ordre. Ils servent également de séquestres de carbone et d’engrais riches en nutriments en apportant des nutriments (via la défécation) à des écosystèmes malsains.

« Si vous protégez les requins, vous protégez l’océan. Et si vous protégez l’océan, vous avez une planète en bonne santé », explique-t-elle, tout en soulignant l’incroyable importance de préserver l’existence de tous les requins. « Et vous ne pouvez pas sauver une espèce si vous ne comprenez pas comment elle se comporte. »

Au point le plus au nord des Galápagos, près de l’île de Darwin, Green et son équipe marquent, filment, photographient, font des échographies et des prises de sang, et prélèvent des échantillons de tissus pour suivre la santé et la localisation des requins-baleines qui migrent à travers la réserve des Galápagos. Des observations comme celle-ci sont extrêmement précieuses. Mais lorsqu’elles sont faites à partir d’études limitées, comme celles-ci, elles peuvent fournir des informations à petite échelle.

C’est là que la technologie comme le « suivi passif » – via l’identification par photo et l’IA – élargit l’ensemble de données. Les requins-baleines ont des taches uniques, comme des empreintes digitales humaines, qui peuvent être référencées comme identification. Le Galápagos Whale Shark Project utilise sharkbook.ai, un système géré par WBIA qui exploite l’IA pour agréger des images de requins-baleines individuels téléchargées par des personnes comme Green ainsi que des images et des vidéos publiées sur des plateformes de médias sociaux du monde entier.

« Considérez comment les requins-baleines, les plus gros poissons du monde, étaient autrefois rarement observés et encore moins souvent photographiés », explique Holmberg. Avec l’avènement des téléphones portables, de nombreuses observations apparaissent sur YouTube et Instagram. « Avec cette nouvelle richesse de données issues d’une technologie plus rentable et d’observations publiques de la faune, il existe désormais une quantité écrasante de données sur la faune. »

L’IA aide à trier et à organiser les images et les vidéos. Ensuite, sharkbook.ai classe chaque requin-baleine en fonction des modèles de points et utilise les photos pour la « capture/recapture ». Pour Green, ces informations montrent où les requins apparaissent ailleurs sur la planète, lorsque l’individu retourne aux Galápagos, ou si l’un d’entre eux s’est retrouvé sur terre ou dans une zone où il n’irait généralement pas (généralement en raison d’une pêche illégale).

« Des algorithmes de croissance modifiés comme celui-ci sont utilisés par la NASA pour suivre les étoiles », explique Green. « Il est maintenant utilisé pour suivre les constellations sous-marines trouvées sur les corps de ces requins-baleines. » Avant cette technologie, les chercheurs n’obtenaient l’identification que des requins vus lors de leurs expéditions. Grâce à une nouvelle collecte de données plus étendue, ils suivent désormais près de 700 requins baleines identifiés qui ont migré à travers les Galápagos.

Lorsqu’une photo est entrée pour la première fois, elle entre dans une page de profil nouvellement créée. Là, un résumé de ses observations se construira au fil du temps en fonction des contributions. « Tout cela vise un seul objectif », déclare Holmberg : « Identifier les meilleurs moyens de prévenir l’extinction ».

L’IA pour résoudre le « dilemme de la palangre » des Galápagos

Une menace pour les requins-baleines et d’autres espèces dans la réserve marine des Galápagos est la pêche illégale à la palangre du thon, qui a été interdite en 2000 par mesure de précaution pour empêcher les prises accidentelles d’espèces en voie de disparition, menacées et protégées (ETP). Cependant, c’est encore une pratique courante. Au cours des deux dernières décennies, les habitants des Galápagos ont considéré la palangre comme la plus grande menace pour la biodiversité. En conséquence, les autorités de gestion et les organisations environnementales espèrent maintenir l’interdiction. D’un autre côté, les pêcheurs locaux soutiennent que la pêche à la palangre devrait être autorisée car c’est le moyen le plus rentable de pêcher le thon.

Selon une étude réalisée par le biologiste marin Mauricio Castrejón, Ph.D., à mesure que la population locale (environ 30 000 personnes réparties sur trois îles habitables) augmente, la consommation de thon augmente également. Entre 1997 et 2017, les débarquements d’albacore sont passés de 41,1 tonnes à 196,8 tonnes par an. Castrejón, qui a dirigé des projets de recherche et de développement sur la pêche à petite échelle aux Galápagos et dans la région du Pacifique tropical oriental (Costa Rica, Panama, Colombie et Équateur) pendant plus de 18 ans, appelle ce débat sur la pêche le « dilemme de la palangre ».

Cette technique de pêche traîne une longue ligne avec de nombreux hameçons derrière un bateau. S’il n’est pas correctement surveillé, il peut entraîner la capture accidentelle d’espèces ETP. Beaucoup croient que le taux de prises accessoires n’est pas aussi élevé qu’on le croit ou qu’on le croit. Et à l’heure actuelle, les Galápagos ne disposent pas d’une collecte de données appropriée pour suivre et étudier le véritable taux de prises accessoires. Grâce à la science, à la technologie et à l’innovation, Castrejón espère mettre en place une meilleure surveillance et de meilleures pratiques, et mettre fin au débat.

L’une de ces voies consiste à installer des caméras vidéo créées par Shellcatch sur des navires de pêche, une initiative qui a débuté en 2021 après avoir été choisie par la Fondation Charles Darwin et WildAid. Les caméras capturent des informations haute résolution sur les activités de pêche (technique, taux de prises accessoires, etc.) pour tenir les pêcheurs responsables de la façon dont ils capturent et de ce qu’ils capturent, ce qui crée des incitations commerciales, comme la vente de leurs prises à un prix supérieur.

Shellcatch utilise un algorithme d’IA via son capteur de surveillance électronique pour détecter rapidement les prises accessoires d’espèces non ciblées. « L’IA est essentielle pour valider les pratiques de pêche durables et connecter l’offre et la demande de manière rentable », déclare Alfredo Sfeir, fondateur et président de Shellcatch. Il a également cofondé Frescapesca, un marché de fruits de mer qui utilise également l’IA. Avec Shellcatch, les pêcheurs saisissent des données dans leurs journaux de bord (selon la pratique habituelle), et les scientifiques/IA utilisent la vidéo et les données accumulées pour valider les informations. Cela prouve aux consommateurs que leur produit est frais, légal, durable et a une faible prise accidentelle d’espèces protégées. Par conséquent, gagner un prix de marché premium.

Sfeir pense que ces technologies, y compris Frescapesca, vont changer la donne. « Avec l’IA, la plate-forme en ligne du marché des produits de la mer peut convertir un nombre croissant d’événements de pêche en données qui optimisent la logistique et créent des transactions à marge plus élevée », dit-il. « Le résultat final est un nombre croissant de pêcheurs et de femmes fournissant des fruits de mer et des acheteurs prêts à acheter lorsque les navires arrivent avec des produits n’importe où le long du littoral. »

De plus, ces nouvelles données peuvent être intégrées dans des preuves et des conseils scientifiques pour mieux valider la meilleure technique, les engins peu risqués et les solutions pour protéger d’autres espèces et maintenir la pêche au thon durable pour les habitants des Galápagos et au-delà.