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à l’écoute des oiseaux

Recherche technologique et surveillance de la biodiversité grâce aux sciences participatives.

Oiseau Le temps du confinement a amené, notamment dans les milieux urbains, à porter attention
au silence mais aussi aux bruits alentour. Du fait de la baisse des activités humaines, l’environnement sonore s’est trouvé modifié, interrogé, remis en questions.
Parmi les composantes du paysage sonore, les bruits des oiseaux ont étonné beaucoup. Leurs chants et cris occupent l’espace environnant 24h/24h avec, selon les espèces locales, des richesses et intensités très variables.
La technologie peut alors nous aider à mieux connaître les oiseaux et à en faire un support original d’illustration dans nos diverses disciplines.
- le paysage sonore aviaire peut être inspirateur d’œuvres musicales.
- on s’interroge sur le son : localisation de la source, distance, déplacement de la source, vitesse de déplacement, effet Doppler. L’amplitude de ces signaux sonores peut être mesurée (en décibels).
on peut interroger notre perception, notre ressenti. La perturbation de l’environnement par ces chants pose un problème juridique (cas de coqs ou d’élevage considérés comme « nuisance sonore excessive »).
- l’identification des oiseaux grâce à leur chant suscite aussi interrogation. Quel oiseau chante ainsi ? Cet aspect est plus technique, et là, des applications peuvent nous aider. En voici une nommée « BirdNET » : https://birdnet.cornell.edu/ (en anglais) ou https://www.tu-chemnitz.de/tu/pressestelle/aktuell/9562 (en allemand)

Cette application Androïd est gratuite et conçue, développée par des universités allemande ( Technische Universität de Chemnitz-Saxe) et américaine (Cornell University-Etat de New York).
Le principe est d’enregistrer une plage sonore puis de sélectionner un moment de cet enregistrement court où un chant est graphiquement repérable. La qualité des enregistrements et leur amélioration (captation par microphone parabolique) est aussi à étudier d’un point de vue technologique et physique. L’extrait est ensuite envoyé sur un serveur qui vous renvoie une identification du chanteur avec une marge d’erreur possible. Si l’enregistrement est de trop faible qualité, un traitement informatique le nettoie et propose alors un autre résultat d’analyse avec un taux de fiabilité du résultat. L’application installée envoie vos enregistrements (communication réseau indispensable) qui sont analysés grâce à une base de données qui s’enrichit progressivement ( learning machine). Par ailleurs les données enregistrées sont géolocalisées, temporalisées et permettent des traitements statistiques et une carte en ligne rendue publique sur le site BirdNET (en anglais). D’autres applications existent dont BirdUp  (application en essai puis payante) ainsi que l’application cuicui sous technologie App-store.
L’intérêt est de comparer les performances de ces applications avec d’autres, en identification sonore d’espèces communes des jardins et de typologie de message (alarme-chant territorial-chant de parade).Ainsi pour l’application « BirdUp », l’écran de visualisation des chants est plus lisible et l’analyse plus fiable a priori (le chant est isolé- caractérisé et identifié automatiquement). L’analyse et la comparaison se font avec des bases de données internes téléchargées.

Par ailleurs, on sera amené à identifier visuellement les maîtres chanteurs : on pourra alors soit utiliser des sites de référence (ex : oiseau.net, ornithopedia.com, lpo.fr) ou des applications ( ex : ornithO).

Que faire ensuite de ces données diverses recueillies?
De telles technologies permettent d’améliorer les techniques de reconnaissance automatique de sons et leurs analyses ( sons de machine défectueuse, interférences, analyse d’environnement sonore complexe, traducteur automatique…).
D’un point de vue biologique, le partage des données permet de les stocker et de quantifier, cartographier, suivre les populations aviaires, l’activité journalière, les modifications saisonnières et, sur le temps long, les impacts des activités humaines et du changement climatique. Ces enregistrements peuvent servir à interroger ces chants des espèces (déclencheur de ses chants, communication au sein de l’espèce et entre espèces, perturbation des chants, variable d’« accent » régional, analyse automatisée 24h/24h d’environnements sonores forestiers…). En France, le travail des institutions (MNHN-INPN) et des associations (LPO) sont d’une grande richesse et s’ouvrent aussi sur ces nouvelles technologies : des jeux d’identification sonore, banques de données (sonothèque), projet interdisciplinaire « Vigie Nature »s’enrichissent chaque année .
Cette pratique permet aussi d’étudier les biais et intérêts des sciences participatives : couverture technologique, milieux explorés, densité d’utilisation de l’application, périodes d’utilisation de l’application, motivations et sociologie des utilisateurs, démocratisation des sciences, adaptations des applications aux publics scolaires. On comparera aussi les données recueillies par le grand public selon cette méthode à celles recueillies par les scientifiques. La place de ces sciences participatives au sein de l’enseignement est aussi une question vive.

INPN
 Les sons de la nature dont sonothèque 
VIGIE Nature
http://www.vigienature.fr

Fabrice DHOLLAND, professeur de SVT, LGT Aristide Briand, Saint Nazaire (44)

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