Reef Pulse étudie les récifs coralliens en combinant IA et acoustique passive
Avec les vacances d'été qui se poursuivent, la tentation est grande pour les villégiateurs de louer un bateau pour se baigner près de récifs coralliens. A quel point leurs activités, ainsi que le réchauffement climatique, peuvent-ils impacter le bon fonctionnement des récifs ? Le déterminer est la mission de la start-up réunionnaise Reef Pulse. Cette dernière développe une technologie combinant IA et acoustique passive dans l'objectif de suivre l'état écologique des sites coralliens. A Mayotte par exemple, elle aide les pouvoirs publics à connaître les dynamiques biologiques de ces écosystèmes et les nuisances qu'ils subissent pour adapter les mesures de conservation.
Appliquer l'intelligence artificielle à cet usage est nouveau dans le secteur. Cette ambition de Reef Pulse est née des travaux de thèse en biologie marine de Simon Elise entre 2016 et 2019. Ces travaux ont été poursuivis en recherche jusqu'à aboutir à la création de la start-up en septembre 2021. Reef Pulse propose à ses clients deux typologies d'observation : la première est un suivi acoustique sur 24 heures pour réaliser un état des lieux des différents paysages sonores que l'on peut retrouver dans une même région. Plus d'une centaine de sites ont déjà été enregistrés, notamment à la Réunion, en Guadeloupe et à Mayotte. La deuxième est un suivi sur plusieurs années, comme à Mayotte avec l'Office français de la biodiversité, ou en Guadeloupe avec l'Office de l'eau.
500 000 minutes de données par an par hydrophone
Pour mener ses études, les équipes de Reef Pulse plongent pour installer sur les pentes externes des récifs à quinze mètres de profondeurs des tripodes en aluminium, embarquant des hydrophones. Ils reviennent tous les quatre à six mois pour changer la batterie et récupérer les données, conservées en local. La grande valeur ajoutée de Reef Pulse tient dans le traitement des signaux par intelligence artificielle. "Le suivi de l'état de santé des récifs coralliens est généralement effectué par une inspection visuelle, et donc ponctuelle. Les plongeurs n'inspectent pas en période de mauvais temps, ni la nuit, et leur présence peut influencer le comportement de la faune, ce qui engendre des biais", souligne Arthur Lalo, cofondateur de Reef Pulse, qui se réjouit de pouvoir fournir un suivi en continu.
Un expert ne pouvant pas écouter les bandes sonores en permanence (un hydrophone déployé en continu génère plus de 500 000 minutes de données par an), c'est l'IA qui le fait. Les équipes de Reef Pulse développent l'algorithme pour que le machine learning soit capable d'identifier par leurs signaux les espèces de poissons et alerter un expert pour les sons présentant un intérêt. Grâce à l'IA, une bande sonore de six mois peut être analysée en quelques minutes.
"Un récif en bonne santé sera caractérisé par un signal acoustique complexe, avec des signaux sonores abondants et diversifiés"
En R&D, les équipes de Reef Pulse isolent les sons que l'IA doit reconnaître. Une base de données est constituée et alimentée en continue pour indiquer à l'algorithme ce qu'est le son d'une vague, de la pluie, d'un type de poisson, d'un bateau, etc. "Le poisson perroquet est un herbivore qui émet un bruit distinctif quand il broute la partie supérieure du récif corallien. Sa présence contribue à la résilience du récif", explique Arthur Lalo. Les informations clés issues de l'analyse du son par l'IA sont affichées de manière synthétique sur le logiciel de Reef Pulse sous forme de graphiques et de cartes. "Un récif en bonne santé sera caractérisé par un signal acoustique complexe, avec des signaux sonores abondants et diversifiés. A l'inverse, dans un écosystème dégradé, le signal acoustique ressemblera davantage à un encéphalogramme plat", détaille Arthur Lalo.
Dans les années à venir, l'essor de capteurs IoT sous-marins et de l'IoT satellitaire représentent de bonnes perspectives. "Nous pourrions envisager d'utiliser l'IoT pour collecter les données en direct et/ou suivre des sites hors réseaux", entrevoit Arthur Lalo. Aujourd'hui, Reef Pulse a concentré ses efforts sur le suivi par acoustique passive mais pourrait envisager d'utiliser d'autres technologies pour œuvrer à la conservation des récifs coralliens. Cette protection des récifs coralliens français, qui représentent 10 % des récifs au niveau mondial, est l'une des priorités du gouvernement d'ici à 2030 affirmées dans la "stratégie nationale de la biodiversité 2030".