Suivi acoustique : écoutons ce que la nature nous révèle

Enregistreurs : "test micro, 1,2, 1,2."


Au printemps 2021, nous avons lancé une expérience in-situ visant à suivre la biodiversité par acoustique passive sur le site du "PRAXIS lab", notre laboratoire à ciel-ouvert dans le Lubéron. Ce site est composé d'une forêt méditerranéenne de type sud-alpine et de quelques zones semi-ouvertes (zone d'expérimentation agricole, petits buissons). La pollution sonore d'origine anthropique est très réduite grâce à l'éloignement du site des axes principaux et des centres urbains. Les conditions sont donc idéales pour réaliser une expérience de suivi de la biodiversité par acoustique passive sans souffrir de bruits parasites. Les habitats disponibles, la végétation, les données climatiques et environnementales nous fournissent une bonne indication des espèces potentiellement présentes. Cette liste a été validée à l'aide de données libres issues d'inventaires participatifs dans la zone.


Végétation au PRAXIS lab
Enregistreur stéréo doté de 4 microphones














Place aux artistes ...


Dès janvier, les mâles et femelles de Chouette hulotte (Strix aluco) marquent leur territoire et renforcent leur lien en ululant au crépuscule, parfois pendant plusieurs heures. Il s'agit du rapace nocturne le plus abondant d'Europe. Il apprécie les milieux hétérogènes semi-ouverts abritant de vieux arbres dont les cavités peuvent servir pour la nidification.



Le printemps coïncide avec le retour des oiseaux migrateurs, notamment celui du fameux Coucou gris (Cuculus canorus). Cette espèce opportuniste peut se retrouver dans de nombreux milieux si ceux-ci sont dotés d'arbres qui lui servent de perchoirs. Le Coucou est un des rares oiseaux à consommer la chenille de la Processionnaire du pin au début du printemps [1].


Chenille de la Processionnaire du pin











Cette espèce possède des poils urticants qui la protègent lors de sa migration de l'arbre-hôte à d'autres arbres à coloniser. Les effectifs de Processionnaire du pin sont en inquiétante augmentation depuis plusieurs années. Ce phénomène peut être attribué à l'augmentation des températures moyennes en hiver [2].


Les cigales rythment les longues journées d'été avec leur chant produit par un organe spécifique, les timbales, pouvant vibrer jusqu'à 100 fois par seconde [3]. Cette vibration peut être entendue à plus de 2 km et sert aux mâles pour attirer les femelles. Il existe environ 15 espèces de cigales dans le sud de la France.



Fin août, les premiers migrateurs se rassemblent avant leur traversée de la Méditerranée pour passer l'hiver en Afrique. C'est notamment le cas du coloré Guêpier d'Europe (Merops apiaster). Cette espèce est localement menacée à cause du déclin massif des populations d'insectes et de la disparition des berges sableuses lui servant de lieu de nidification [4].



A la nuit tombée, les chauves-souris émettent des ultrasons (au-delà de 20 kHz, le seuil d'audition humaine) afin de localiser leurs proies dans l'obscurité. Ce sont d'excellentes auxiliaires des cultures grâce à leur régime insectivore [5]. Un post-traitement des séquences enregistrées est nécessaire pour rendre les émissions acoustiques audibles. L'exemple suivant illustre les sons émis par une Pipistrelle commune (Pipistrellus pipistrellus) quand ils sont ralentis 10x.


Entre les mois de septembre et d'octobre, il est possible d'entendre le brame du Cerf élaphe (Cervus elaphus), un spectacle incroyable qui a lieu dans les grands massifs boisés. Le puissant brame est utilisé comme moyen d'intimidation entre mâles et de séduction pour les femelles.



Pourquoi étudier la diversité acoustique ?


Toutes les espèces mentionnées sont difficiles à repérer et observer. Les pièges-photo peuvent capturer des mammifères, mais la tâche devient plus ardue pour des chauves-souris ou des insectes. La réalisation d'inventaires sur le terrain par des experts a un coût non négligeable, requiert plusieurs passages et peut perturber les espèces étudiées. En effet, la présence humaine est susceptible de modifier le comportement acoustique de la faune.


Un chevreuil photographié par piège-photo au PRAXIS lab

Les enregistreurs offrent une alternative intéressante pour suivre la biodiversité acoustiquement active et difficile à observer. Dans ce cas, les inventaires par acoustique sont souvent le seul moyen d'obtenir des preuves fiables de la présence des espèces.


L'environnement sonore évolue au cours de l'année. Il est également modifié par les pressions anthropiques et les changements environnementaux, au même titre que les autres constituants d'un écosystème.


Et si les suivis acoustiques permettaient de :

  • détecter les changements à l'échelle de la population (par exemple, la chouette hulotte au PRAXIS lab), de la communauté (l'ensemble des espèces peuplant le PRAXIS lab), du paysage (le massif contenant le PRAXIS lab) à différentes échelles temporelles ?

  • répondre à certaines questions écologiques (utilisation et connectivité des habitats, évaluation de l'état de la biodiversité, effet de l'utilisation des terres, efficacité des mesures de reforestation et de gestion raisonnée de la végétation) ?

L'éco-acoustique est la science dédiée à ces questions [6].


Et après ?


GreenPRAXIS fait l'acquisition d'enregistreurs pouvant être utilisés à l'unité ou comme éléments d'un réseau fournissant des données acoustiques spatialisées. L'équipe R&D est chargée d'automatiser le processus d'acquisition, traitement et analyse des données. Les données acoustiques sont des big data : à titre d'exemple, une semaine d'enregistrement monophonique continu créé 0,5 TB de données. Le recours à l'intelligence artificielle et le deep learning sont donc indispensables.


Comment répondons-nous à des questions de recherche appliquée à l'aide de l'éco-acoustique et quels sont les résultats ? Ces sujets seront couverts dans de futurs articles. Restez à l'écoute !

 

Bibliographie


[1] Barbaro, L., & Battisti, A. (2011). Birds as predators of the pine processionary moth (Lepidoptera: Notodontidae). Biological Control, 56(2), 107–114. https://doi.org/10.1016/J.BIOCONTROL.2010.10.009

[2] Battisti, A., Stastny, M., Netherer, S., Robinet, C., Schopf, A., Roques, A., & Larsson, S. (2005). Expansion of geographic range in the pine processionary moth caused by increased winter temperatures. Ecological Applications, 15(6), 2084–2096. https://doi.org/10.1890/04-1903

[3] https://naturemuseum.org/2017/08/how-do-cicadas-make-sound/

[4] http://www.oiseaux-birds.com/card-european-bee-eater.html

[5] Charbonnier, Y., Papura, D., Touzot, O., Rhouy, N., Sentenac, G., & Rusch, A. (2021). Pest control services provided by bats in vineyard landscapes. Agriculture, Ecosystems and Environment, 306, 107207. https://doi.org/10.1016/j.agee.2020.107207

[6] Sueur, J., & Farina, A. (2015). Ecoacoustics: the Ecological Investigation and Interpretation of Environmental Sound. In A. Sharov, M. Tonnessen, & T. Maran (Eds.), Biosemiotics. Springer. https://doi.org/10.1007/s12304-015-9248-x




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