Traversant le pays canadien des ours polaires dans un Tundra Buggy – essentiellement un camion monstre qui maintient les conducteurs à distance en toute sécurité de la faune – une équipe d’ingénierie de BYU a parcouru le paysage avec des yeux perçants. Lorsqu’ils ont finalement repéré leur premier ours polaire de la journée, ils ont envoyé avec extase ses coordonnées GPS à l’hélicoptère au-dessus. (L’ours polaire, profitant d’une sieste, est resté impassible à leur vue.)
Localiser un ours dans le vaste terrain avait été difficile, mais le vrai travail des étudiants commencerait à BYU, où ils détermineraient s’ils pouvaient revoir ce même ours polaire, cette fois dans les images radar prises depuis l’hélicoptère. Leur objectif était de découvrir si le radar pouvait suivre les ours au-dessus du sol. Si tel est le cas, les travaux de l’équipe marqueraient une avancée significative dans la capacité des scientifiques à suivre les mères ours polaires pendant l’hiver, lorsqu’elles nichent et donnent naissance à leurs oursons sous un manteau neigeux dense. La localisation et la protection des tanières d’ours sont importantes pour les efforts de conservation.
« Les ours polaires sont devenus le symbole du changement climatique, et en regardant à travers le tableau, les biologistes ont mis en place une histoire effrayante sur l’avenir de ces ours », a déclaré le professeur de sciences végétales et fauniques de BYU, Tom Smith. Smith siège au conseil consultatif du sponsor de l’équipe de synthèse, Polar Bears International, un groupe basé à Churchill, au Canada, qui s’est engagé à assurer la survie des ours polaires dans l’Arctique. « Nous voulons faire quelque chose, n’importe quoi, pour essayer d’arrêter ce déclin. Les étudiants apportent les compétences dont nous avons besoin pour essayer cette nouvelle technologie, le radar à synthèse d’ouverture (SAR). »
Le SAR offre une alternative à l’infrarouge, la méthode actuelle utilisée pour identifier les tanières, qui est souvent inefficace car les ours sont si bien isolés que leur chaleur ne peut pas pénétrer dans le manteau neigeux. La théorie sous-jacente au SAR est qu’avec de longues longueurs d’onde, le radar pénètre dans la neige et renvoie une « signature » d’un ours polaire – des données qui peuvent être traitées mathématiquement pour révéler une image de ce qui se trouve sous la surface.
Les étudiants espéraient que les images radar en surface qu’ils recueillaient à Churchill pourraient plus tard être utilisées comme guide pour voir à travers la neige et identifier les ours polaires dans les images prises. Ils ont travaillé sous la direction de Smith, du professeur de génie électrique et informatique David Long et du professeur de génie mécanique Terri Bateman, leur entraîneur principal.
« C’était incroyable de voir ces grands ours polaires se promener dans leur habitat, attendant que la banquise se forme pour pouvoir chasser », a déclaré Lucas Stock, étudiant en ingénierie. « C’est une expérience que je n’aurai probablement plus jamais. Je pense que beaucoup de mes amis sont ennuyés à ce stade, à quel point j’évoque les ours polaires. »
BYU et Polar Bears International comptent les ours polaires avec un radar à synthèse d’ouverture. Vidéo produite par BYU University Communications en collaboration avec PBI et Handcraft Creative. Crédit : productrice Julie Walker, éditeur Adam Sanders, éditeurs adjoints Barret Schoenrock et Matt Mitchell ; Images reproduites avec l’aimable autorisation de PBI
Avant de monter dans les Tundra Buggies, l’équipe avait conçu des trajectoires de vol en hélicoptère au-dessus de zones à forte densité de population d’ours. Pour chacun des 21 ours qu’ils ont vus, les étudiants de BYU ont communiqué les coordonnées aux étudiants de l’Université Simon Fraser en hélicoptère, qui ont ensuite survolé l’ours à plusieurs reprises pour recueillir des images radar et des photos de caméra.
Une fois de retour sur le campus, Stock a travaillé avec ses camarades McKay Formica, Brent George et Nicholas Hilke pour traiter et analyser plus d’un millier d’images, en identifiant les ours sur les photos et en essayant de les faire correspondre aux points lumineux des images radar en niveaux de gris correspondantes. « Nous passons beaucoup de temps à essayer de décider, est-ce un rocher? Est-ce un ours? » dit Stock.
L’expérience a été une leçon de patience et de persévérance. « Nous n’étions pas sûrs que le radar montrerait même un ours polaire sur les images », a déclaré Bateman. « Les étudiants ont eu du mal à comprendre comment analyser les images, et ils étaient souvent frustrés, mais ils n’ont pas abandonné. Ils ont appris à trouver des signatures d’ours polaires, et c’était impressionnant. »
En fin de compte, les étudiants ont pu identifier six ours polaires, ce que Stock considérait comme un succès. « Avec nos résultats, nous sommes optimistes quant à la possibilité de trouver une signature d’ours, mais cela nécessite davantage de tests, ce qui est passionnant pour les projets futurs. »
Les étudiants mettent leurs nouvelles connaissances à profit en partageant leurs découvertes avec Polar Bears International et en rédigeant un article en vue d’une publication potentielle dans une revue d’ingénierie ou de faune. Ils aborderont également leur future carrière avec une perspective plus large.
« Avant, mon image du travail d’ingénieur était simplement assise dans un laboratoire, travaillant sur un ordinateur », a déclaré Stock. « Mais dans ce projet, nous avons travaillé avec les sciences de la vie et appris que l’ingénierie est vraiment interdisciplinaire. C’était inspirant de voir toutes les personnes différentes se rassembler pour essayer d’améliorer le monde, et cela m’a donné envie de chercher différentes façons d’utiliser mon compétences en ingénierie. »