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

Fiches techniques - Agrifutur - Biodiversité

Biodiversité Oiseaux Chauve-souris IA Audio

Oiseau la Vierge

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 ?

Song Meter Micro 2

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.

Comparaison de différents enregistreurs acoustiques passifs disponibles sur le marché en fonction de quelques-unes de leurs caractéristiques

	Canaux	SR1 max.	UItrason + AudibIe	Autres données	Activation minutée	Activation via détec.	Config. du LogicieI	Config. sur AppareiI		Batterie	Autonomie (annoncée)	Résistance Météo	Prix € (estim.)
Anabat Chorus	2	500 kHz	DécaIé	GPS, °C	Oui	Oui	PC	Ecran + Boutons		4x AA	350 h	Oui (IP67)	500
Anabat Ranger	3	500 kHz	SimuItané	GPS, °C	Oui	Oui	PC	Ecran + Boutons		8x AA	700 h	Oui (IP67)	1080
AudioMoth	1	384 kHz	NC	GPS teI.	Oui	Oui	PC	non dispo		3x AA	340 h	opt. (50 €)	110
BAR-LT	2	96 kHz	NC	GPS	Oui	Non	PC	Ecran + Boutons		Li-ion	600 h	Oui	520
BAR-V2	2	96 kHz	NC	GPS	Oui	Non	PC	Ecran + Boutons		4x AA	600 h	Oui	280
BatIogger A/A+	1	312.5 kHz	NC	°C	Oui	Oui	PC	Ecran + Boutons		8x AA	30 h	Oui	NC
BatIogger C2	2	500 kHz	NC	Oui2	Oui	Oui	PC + App	Boutons		Li-ion	210-330 h	Oui (IP66)	2232
BatIogger S2	1	312.5 kHz	NC	GPS, °C	Oui	Oui	App	LEDs		Li-ion	90 h	Oui	750
D500x Mk I/II	1	500 kHz	NC	Non	Oui	Oui	Non	Ecran + Boutons		4x AA	NC	Oui	1450
Demeter	1	384 kHz	NC	Non	Oui	Oui	PC	LEDs + Boutons		4x AA	200 h	Non	65
SM Micro 2	1	256 kHz	NC	GPS teI.	Oui	Non	PC + App	LEDs + Boutons		4x AA	280 h	Oui	136
SM4	2	96 kHz	NC	GPS, °C	Oui	Non	PC	Ecran + Boutons		4x D	440 h	Oui	630
SM4Bat FS	1	500 kHz	NC	GPS, °C	Oui	Oui	PC	Ecran + Boutons		4x D	300 h	Oui	1165
SMMini 2	2	96 kHz	NC	GPS, °C	Oui	Oui	PC + App	LEDs + Boutons		8x AA	500 h	Oui	480
SMMini Bat 2	2	500 kHz	DécaIé	GPS, °C	Oui	Oui	PC + App	LEDs + Boutons		8x AA	420-530 h	Oui	685
SoIar-BAR	1	96 kHz	NC	GPS	Oui	Non	PC	Boutons		PIomb	1000+ h	Oui	1000
TeensyRecorder PR	1	512 kHz	NC	°C, hum.	Oui	Oui	Fichiers	Ecran + Boutons		Li-ion	NC	Oui	< 100
TeensyRecorder PRS	2	384 kHz	DécaIé	°C, hum.	Oui	Oui	Fichiers	Ecran + Boutons		Li-ion	NC	Oui	< 100

¹: SR signifie taux d’échantillonnage (sampling rate en anglais)

²: indique que l’appareil permet d’enregistrer la position GPS, la température et l’humidité.

Comparaison de différents enregistreurs acoustiques actifs disponibles sur le marché en fonction de quelques-unes de leurs caractéristiques

	ÉchantiIIon-nage max.	Stock. données	Autres données hum. = capteur d’humidité Ium. = capteur de Iuminosité	Ecoute directe	Ecoute uItrason H = Heterodyne TE = Time Expansion FD = Frequency Division	Activation minutée	Activation via détec.		Interface	Config. sur AppareiI	Batterie	Autonomie (annoncée)	Prix € (env.)
Anabat Scout	320 kHz	carte SD	GPS	Oui	H, FD	Non	Oui		Ecran	Boutons	2x AA	10 h	900
Anabat WaIkabout	500 kHz	carte SD	GPS, °C, hum.	Oui	H, FD, TE	Non	Oui		Ecran	Boutons	Li-ion	10 h	1500
Batbox Baton	120 kHz	Externe	Non	Oui	FD	Non	Non		LEDs	Boutons	1x PP3 9V	30 h	92
Batbox Duet	120 kHz	Externe	Non	Oui	H, FD	Non	Non		Segments	Boutons	1x PP3 9V	NC	253
Batbox III D	125 kHz	Externe	Non	Oui	H	Non	Non		Segments	Boutons	1x PP3 9V	NC	190
BatIogger M	312.5 kHz	carte SD	GPS, °C	Oui	H	Oui	Oui		Segments	Boutons + PC	Li-ion	18 h	1655
BatIogger M2	500 kHz	microSD	GPS, °C, Ium.	Oui	H	Oui	Oui		Ecran	Boutons + PC	Li-ion	15 h	1190
Batscanner	120 kHz	Externe	Non	Oui	H	Non	Oui		Segments	Boutons	3x AAA	20-25 h	256
D1000x	768 kHz	carte CF	Non	Oui	H, FD, TE	Non	Oui		Ecran	Boutons	5x AA	5-10 h	3520
D200	120 kHz	Externe	Non	En H	H	Non	Non		Segments	Boutons	1x 6LF22	20-30 h	258
D230	120 kHz	Externe	Non	En H	H, FD	Non	Non		Segments	Boutons	1x 6LF22	15-25 h	360
D240x	307 kHz	Externe	Non	Oui	H, TE	Non	Oui		Segments	Boutons	1x 6LF22	10-15 h	950
Magenta Bat 4	130 kHz	Externe	Non	Oui	H	Non	Non		Aucune	Boutons	4x AAA	15-20 h	85
Magenta Bat 5	130 kHz	Externe	Non	Oui	H	Non	Non		Segments	Boutons	4x AAA	15-20 h	125
TeensyRecorder AR	512 kHz	microSD	°C, hum.	Oui	H	Oui	Oui		Segments	Boutons	Li-ion	NC	< 100

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

• British Ecological Society – Good Practice Guidelines
• Bird Survey Guidelines for acoustic bird surveys

Sources

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