Cet été, les chercheurs ont réussi à collecter de superbes images de drones de phoques annelés et de morses. Dans un fjord, le St. Jonsfjorden, douze phoques annelés ont été trouvés répartis dans tout le fjord, reposant sur la banquise côtière. Cependant, approcher et identifier ces personnes est très difficile. Étant donné que les phoques annelés sont chassés par les ours polaires, tout mammifère, qu’il marche sur quatre ou deux pattes, sera évité à tout prix.
« En utilisant un drone, nous avons réussi à prendre des images haute résolution de phoques annelés sur la glace se reposant à côté de leurs trous de respiration. Sur la base de ces images, l’espèce peut être facilement identifiée », explique Geert Aarts, chef de projet du projet Arctic Seal. Pour cette région spécifique, les chercheurs ont également obtenu des images satellite Maxar.
Puisque la glace est enclavée et ne bouge pas, les emplacements des trous de respiration sont pratiquement fixes. Par conséquent, les chercheurs ont pu faire correspondre les phoques individuels situés sur l’image du drone directement aux trous de respiration visibles sur les images satellites. « Bien que nous soyons conscients du potentiel de ces images satellites pour l’observation des mammifères depuis l’espace, nous avons été frappés en remarquant des lignes blanches à travers le bouclier de glace reliant les trous de respiration des phoques annelés. Dans cet environnement éloigné et hostile, cela ne peut signifier qu’une chose, traces d’ours polaires ».
Apprentissage automatique pour compter les mammifères arctiques
La résolution des images satellites s’est considérablement améliorée au cours de la dernière décennie. Ces satellites, en orbite autour de la terre à plus de 600 km d’altitude, peuvent photographier n’importe quel endroit de la surface de la terre avec une résolution de 30 x 30 cm. En réduisant également les images de drone de haute qualité à une résolution de 30 x 30 cm, les chercheurs peuvent créer une photo qui imite celle des images satellite prises depuis l’espace.
« Finalement, ces images peuvent ensuite être transmises à un algorithme d’apprentissage automatique et utilisées pour former un réseau de neurones », explique Jeroen Hoekendijk, Ph.D. candidat, qui faisait partie de l’équipe de recherche et travaille en collaboration avec l’EPFL pour développer davantage ces techniques. En appliquant ce réseau entraîné aux images satellites, les chercheurs espèrent pouvoir détecter automatiquement les phoques dans ces régions reculées et hostiles.
Crédit : Film réalisé par Frouke Fey, images de drones par Aeria / Eelke Folmer
Les espèces de phoques utilisent différemment la glace polaire
Les phoques et les morses sont particulièrement abondants dans les régions arctiques. Chacune de ces espèces de pinnipèdes a ses propres caractéristiques et sa relation avec la banquise.
Les phoques annelés, par exemple, font des trous de respiration dans la glace de mer fixée au littoral. Ces tubes respiratoires peuvent mesurer plusieurs mètres de long et relier l’eau de mer sous la glace à l’air au-dessus. En utilisant leurs griffes sur leurs nageoires avant, ils empêchent ces trous de respiration de geler. Pendant les longs et sombres mois d’hiver, ces trous de respiration sont recouverts de neige. Ces tanières de neige offrent à leurs chiots une certaine protection contre les conditions extérieures difficiles.
En revanche, les phoques du Groenland se reposent et mettent bas sur la banquise dérivante. Cette banquise couvre la majeure partie de la région du pôle nord en hiver, reliant toutes les masses continentales de la région polaire, mais sa taille est réduite pendant les mois d’été. Contrairement à la banquise côtière, la banquise dérive et peut se déplacer de plusieurs kilomètres par jour.
Des changements soudains de direction du courant et du vent peuvent rapidement provoquer une panne de la plate-forme de mise bas du phoque du Groenland. Les morses utilisent également la banquise, mais des individus peuvent également être trouvés au repos sur la terre ferme. De plus, lors de l’expédition de recherche de Svalbard cet été, les chercheurs ont réussi à collecter des images de drones de morses qui pourraient aider d’autres à développer des techniques d’apprentissage automatique similaires pour cette espèce.
Changement rapide de domicile
À terme, les chercheurs espèrent utiliser ces techniques de télédétection pour localiser les phoques dans l’Arctique. En raison du changement climatique, leur maison change rapidement. C’est notamment le cas de la mer de Barents Nord et des îles de Svalbard et de la Terre François-Joseph.
Cette région est l’endroit qui se réchauffe le plus rapidement sur Terre, avec des températures moyennes augmentant de 2,7˚Celsius par décennie, et même de 4˚Celsius par décennie pendant les mois d’automne. Par conséquent, il est urgent de savoir sur quels habitats les phoques dépendent pour étudier l’effet du changement climatique et conserver ces espèces.
Fourni par l’Institut royal néerlandais de recherche sur la mer