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Félix MICHAUD

L’intelligence artificielle et la bioacoustique au service de la biodiversité et du bien-être animal

L’intelligence artificielle et la bioacoustique au service de la biodiversité et du bien-être animalFélix MICHAUD, étudiant en M2 Acoustique

« L’intelligence artificielle et la bioacoustique au service de la biodiversité et du bien-être animal »

Félix MICHAUDCet étudiant de Master 2 d’acoustique est un passionné…d’environnement ! C’est au cours d’un séjour aux États-Unis dans le cadre d’un programme d’échange ISEP puis d’un stage de L3 qu’il découvre la bioacoustique, une discipline encore peu répandue en France.

Durant son stage de M1 au LIUM (Laboratoire d’Informatique de l’Université du Mans - EA 4023), il a utilisé les techniques de l’intelligence artificielle pour aider à l’évaluation de la biodiversité sur un site expérimental dans le sud du Massachussetts. Il a passé 2 mois à Boston au MIT, grâce à l'Aide à la mobilité internationale de l’Institut d'Acoustique - Graduate School. Ce stage lui a permis de découvrir une ville incroyable et d'évoluer dans un environnement de recherche privilégié sur le campus du MIT.

J'y ai découvert une approche différente de la recherche et de l'apprentissage que je mets aujourd'hui à profit pour préparer mes futurs projets. C'était une expérience inoubliable.

 

La bioacoustique, qu’est ce que c’est ?

C’est une discipline à la frontière de la biologie et de l’acoustique qui consiste à écouter le milieu naturel et les espèces animales avec des objectifs qui peuvent être très variés. Par exemple, cela peut servir à effectuer des comptages d’espèces aquatiques comme les cétacés ou bien évaluer la biodiversité de forêts tropicales. Actuellement, de nombreuses questions se posent également sur l’impact des bruits anthropiques sur le comportement de la faune sauvage. Bien évidemment, la bioacoustique a également été détournée très tôt à des fins militaires, par exemple par l’utilisation des dauphins pour la localisation de mines.

Suivre l’évolution de la biodiversité a été l’objet de votre stage de Master 1?

Je ne suis pas biologiste ! Mais effectivement mon stage de M1 rentre dans le cadre de problématiques de suivi de biodiversité. J’ai effectué mon stage en collaboration avec Clément Duhart du laboratoire MIT Medialab de Boston. J'ai travaillé sur des données acoustiques en provenance d’un site expérimental au sud du Massachussetts. C’est une ancienne zone de culture de canneberges (cranberries) qui a été équipée d’une multitude de capteurs en tous genres (température, humidité…) mais également de caméras vidéo et de microphones. Le but était de suivre le retour de la biodiversité après une longue période d’exploitation. Ce petit fruit rouge à de multiples vertus mais sa culture intensive est un désastre environnemental. Le mode de production alterne inondation des terres et arrosage massif de pesticides… On imagine le désastre pour la biodiversité…

L’idée est donc d’utiliser la bioacoustique pour suivre le retour de la biodiversité sur une ancienne exploitation ?

Exactement ! A partir d’enregistrements sonores, les biologistes sont capables depuis longtemps d’identifier les cris des différentes espèces. Mais, on ne peut pas mobiliser des dizaines de spécialistes en permanence pour faire un suivi en continu sur l’ensemble de la zone. Il y a des dizaines de microphones qui écoutent en permanence ! On utilise alors l’IA (intelligence artificielle). On exerce des algorithmes basés sur des réseaux de neurones à reconnaître les spectrogrammes (signature acoustique) de dizaines d’espèces. Après un entrainement suffisant, l’ordinateur est capable de reconnaître les différents types de bruits : un avion qui passe, une grenouille qui saute dans l’eau, une espèce d’oiseau à partir de son cri etc… Il y a tout de même quelques difficultés quand les bruits se superposent, en particulier deux cris d’oiseau… Il faut faire en sorte que l’algorithme comprenne que plusieurs individus chantent en même temps. Et c’est le sujet de mon stage !

L’informatique et l’Intelligence Artificielle sont donc au cœur de votre stage que vous avez effectuez au LIUM ?

Ce n’est effectivement pas que de l’acoustique ! En réalité, la partie de traitement du signal acoustique a été très rapide. Maintenant, ce n’est plus que de la programmation afin d’améliorer les algorithmes de reconnaissance. En Master d’acoustique, on n’est pas formé à cela. J’ai donc du tout apprendre dès le début de mon stage ! C’est un sacré challenge pour moi, mais ça m’ouvre de nouveaux horizons ! et j’aime ça ; ne pas rester cantonner dans une seule discipline…

La bioacoustique n’est que très peu développée au Mans. Comment l’avez-vous découverte ?

Deux expériences successives ont enrichi mon cursus et m’ont permis de découvrir cette discipline. La première, c’est un séjour d’un an aux États-Unis dans le cadre d’un programme d’échange ISEP (échange d’étudiants avec des universités américaines), après ma 2ème année de Licence. Je n’ai pas validé mon année passée là-bas, mais c’est une expérience qui ouvre l’esprit et permet de découvrir d’autres cultures et d’autres disciplines ! Je la conseille à tout le monde ! La seconde, c’est le stage que j’ai effectué pendant ma 3ème année de licence SPI (aujourd’hui devenue Licence d’Acoustique et Vibrations). L’idée était d’écouter des poussins après l’éclosion des œufs pour caractériser leur état physiologique : situation de stress, bien-être etc… En effet, en fonction de leur état, les poussins n’émettent pas les mêmes cris… L’idée était donc d’identifier automatiquement, via un programme, ces différentes signatures acoustiques. On a travaillé sur une dizaine de poussins que l’on a fait éclore ici à la fac… L’idée sera ensuite de tester la faisabilité de ce suivi sur de vrais élevages pour essayer d’améliorer le bien-être des animaux… mais le chemin est encore long, imaginez 20000 poussins en train de crier en même temps ! L’analyse acoustique est alors bien moins évidente !

 

France info... pour aller plus loin

 

Portrait

Félix Michaud est actuellement en Master 2 d’Acoustique. Originaire de Montpellier, il est venu au Mans spécialement pour faire un parcours en acoustique. Il a donc suivi la licence SPI devenue aujourd’hui Licence Acoustique et Vibrations. Au cours de cursus, il a pu participer à un échange international dans le cadre du programme ISEP (International Student Exchange Programs). Il a ainsi passé un an à l’Indiana State University, une année de césure qui lui a permis de devenir bilingue et de faire le point sur son projet professionnel et personnel.

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