La technologie spatiale moderne et l’intelligence artificielle se sont combinées pour améliorer la conservation des animaux marins : le nouveau service, « SPACEWHALE », développé par une équipe de scientifiques créatifs en Allemagne et au Royaume-Uni, détecte les baleines depuis l’espace.
Soutenue par un financement du programme Space Solutions de l’Agence spatiale européenne (ESA), cette recherche permet d’étudier les baleines et autres grandes mégafaunes marines à une échelle sans précédent. L’observation de la Terre à partir de satellites se développe rapidement et d’ici quelques années, les entreprises de technologie spatiale visent à fournir quotidiennement des images haute résolution de l’ensemble du globe. SPACEWHALE vise à utiliser cela pour stimuler la recherche marine et la conservation.
Contrairement à la surveillance précédente des baleines par bateau ou avion, les images satellites couvrent la surface mondiale de l’océan. SPACEWHALE ne détecte pas seulement les baleines mais aussi d’autres grands animaux marins. De nombreuses questions qui nécessitaient auparavant des études biologiques individuelles peuvent désormais être répondues en quelques clics. Quelles zones sont particulièrement utilisées par les mammifères marins ? Quand les baleines traversent-elles une certaine région au cours de leur migration ? Avec les réponses à ces questions et à d’autres, des solutions peuvent être trouvées qui combinent la protection des espèces d’une part et l’utilisation humaine des mers d’autre part. Par exemple, il est possible de déterminer les périodes au cours desquelles les activités pétrolières et gazières ou les parcs éoliens offshore perturbent le moins la faune.
« L’observation de la Terre par satellite se développe actuellement rapidement. Il ne faudra que quelques années de plus aux entreprises spatiales pour fournir quotidiennement des images haute résolution de l’ensemble du globe », a déclaré Caroline Höschle, chef de projet de BioConsult SH. « Cela fait de SPACEWHALE un outil tourné vers l’avenir, mais il est déjà performant fantastiquement bien avec les images que nous avons aujourd’hui. Plus de 70 % de la surface de la Terre est recouverte d’eau et de vastes zones sont donc encore inexplorées. L’utilisation intelligente de l’imagerie satellitaire nous apporte désormais beaucoup de données auparavant inaccessibles. SPACEWHALE fait partie de cette révolution », a déclaré Höschle. « SPACEWHALE est un moyen rapide et efficace d’étudier les baleines – à un coût comparable aux méthodes traditionnelles pour seulement une petite zone des océans.
Rorqual commun détecté à partir de l’algorithme SPACEWHALE (photo : BioConsult SH)
SPACEWHALE utilise des images satellite avec une résolution de 31 cm par pixel au sol, ce qui signifie qu’un rorqual commun de 23 m a une longueur d’environ 77 pixels lorsqu’il fait entièrement surface. « Il s’agit actuellement de la résolution la plus élevée disponible dans le commerce et bien que les images semblent plutôt grossières, la résolution est tout simplement parfaite pour détecter les grandes baleines », explique le scientifique des données Dr Grant Humphries de HiDef Aerial Surveying Ltd.
La reconnaissance automatique d’images est maintenant largement utilisée pour de nombreuses applications dans notre vie quotidienne, mais pour réussir, elle doit être basée sur un large ensemble d’images d’entraînement. Jusqu’à présent, il n’y a pratiquement pas d’images satellites de grandes baleines qui pourraient être utilisées comme images d’entraînement. Le personnel de BioConsult SH et HiDef Aerial Surveying Ltd. a trouvé une solution à ce problème : ils ont utilisé des images aériennes numériques des plus petits rorquals à fanons, à savoir les petits rorquals de 7 à 10 mètres de long, qui provenaient des vols mensuels de surveillance des baleines au large des côtes. parcs éoliens. Les chercheurs ont pu montrer que l’algorithme ainsi entraîné pouvait par la suite reconnaître des rorquals communs de 23 mètres de long et d’autres espèces de baleines sur des images satellites.
Les premiers essais de SPACEWHALE se sont avérés fructueux : dans la mer Méditerranée, l’algorithme a détecté presque deux fois plus de rorquals communs qu’une enquête manuelle précédente. Dans le golfe de Gascogne, l’algorithme a détecté des rorquals communs et trois autres espèces de baleines. SPACEWHALE a compté avec succès les baleines à bosse au large d’Hawaï et les baleines franches australes au large des côtes argentines.
« SPACEWHALE apporte une contribution significative à la conservation marine ; l’intelligence artificielle combinée aux images satellites offre de toutes nouvelles opportunités », a déclaré Höschle. L’application de SPACEWHALE peut aider à identifier les habitats critiques des baleines et éclairer la planification spatiale marine et les évaluations d’impact des développements extracôtiers. On s’attend également à ce que l’accélération du changement climatique provoque des changements profonds, en particulier dans les eaux arctiques, avec le déclin de la couverture de glace et l’expansion des activités humaines dans l’habitat des baleines. Les aires de répartition historiques des baleines sont en train de changer. « Avec SPACEWHALE, nous souhaitons contribuer à la mise en œuvre ciblée de mesures de protection des grandes baleines, même dans les zones les plus reculées », déclare Höschle.
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