27.05.2024 | Gottardo Pestalozzi | WSL News
Un nouvel outil de calcul de l'Institut fédéral de recherches WSL indique où poussent les espèces végétales en Suisse et où elles se trouveront à l'avenir. Il utilise notamment des millions d'observations rapportées par le grand public. La combinaison de cette énorme quantité de données avec des algorithmes d'apprentissage permet d'obtenir une précision encore inégalée pour des cartes de répartition de la végétation.
Extraire des informations décisives pour la recherche et la pratique à partir d'une énorme quantité de données est l'un des grands défis à l'ère du Big Data. Des scientifiques du WSL viennent de développer un outil qui permet d'estimer avec une grande précision la répartition actuelle et future des espèces végétales en Suisse à partir d'observations du grand public.
Connaître et anticiper la répartition des espèces végétales ¶
Les scientifiques mesurent l'état de la biodiversité par des observations sur le terrain et des extrapolations (ou modélisations) sur ordinateur. En saisissant l'habitat préféré d'une espèce, c'est-à-dire sa niche écologique, ainsi que les conditions environnementales locales, ils peuvent établir des cartes de répartition à l'aide d'algorithmes.
Dans ce contexte, l'engouement actuel pour les sciences citoyennes est un atout pour la recherche. Les possibilités d'observer et d'identifier les plantes et de partager ces données à l'aide d'applications ont en effet fortement augmenté ces dernières années. «Grâce aux observations du grand public, nous avons accès à des informations bien supérieures à ce qu'il nous serait possible d'obtenir en nous rendant sur le terrain», commente Philipp Brun, auteur principal de l'étude parue dans Nature Communications. Les nombreuses observations ne donnent pas seulement un aperçu des sites préférés des espèces, mais indiquent également quelles plantes poussent ou fleurissent à quel moment.
Le nouvel outil ouvre le champ des possibles ¶
Sur la base de 6,7 millions d'observations de plantes et en recourant à l'intelligence artificielle, le WSL a développé un modèle de biodiversité inédit qui calcule la répartition de 2477 espèces végétales en Suisse. Il montre à 25 m près et jour après jour quelles plantes peuvent être observées à quel endroit et comment ce tableau évolue au fil des saisons. Pour certaines espèces, il permet par exemple d'estimer la date probable de leur floraison.
L'étude qui vient d'être publiée montre que ce modèle d'apprentissage profond permet de prédire avec plus de précision la répartition des espèces et la composition des communautés d'espèces que les approches courantes utilisées jusqu'à présent. L'outil du WSL peut par exemple indiquer quelle espèce d'arbre est la plus susceptible d'être présente dans quelle forêt.
Les calculs tiennent également compte des changements attendus en raison du changement climatique. Ainsi, l'outil permet non seulement de prévoir si une espèce pourrait disparaître, se maintenir ou apparaître à un endroit donné, mais aussi comment sa présence pourrait évoluer au fil de la saison.
La quantité d'observations est cruciale ¶
Le modèle est le plus précis là où de très nombreuses observations sont disponibles. Philipp Brun est convaincu du potentiel de ce nouvel outil encore perfectible: «Il est fort possible que ce modèle saisonnier de biodiversité, avec son approche d'apprentissage en profondeur, fasse bientôt partie des instruments standard de la recherche écologique».
La crise de la biodiversité est l'un des grands défis actuels de la société. Les plantes sont en grande partie nécessaires à la structure de la plupart des écosystèmes et remplissent des fonctions écosystémiques essentielles. Il est donc très important de comprendre en détail les modèles de répartition des espèces végétales et leurs réactions possibles aux changements environnementaux. Ce n'est qu'ainsi que nous pourrons prendre des mesures efficaces et durables pour protéger la biodiversité.
L'exemple de FlorID ¶
Les utilisatrices et utilisateurs de FlorApp, la populaire application d'InfoFlora, peuvent mettre leurs observations au service de la science.
Le module FlorID a été développé en étroite collaboration avec InfoFlora, le Centre national de données et d'informations sur la flore suisse, et peut également être utilisé dans une version plus conviviale via un site web (https://florid.ch/) ou comme module dans la FlorApp.Les prévisions du modèle décrit ici sont également utilisées par FlorID. Grâce aux estimations issues du modèle de biodiversité décrit ici, les identifications de plantes sont encore plus précises qu'avec les méthodes basées sur la simple reconnaissance d'images. Non seulement cela facilite la tâche des scientifiques amateurs sur le terrain, mais cela permet aussi de contrôler la qualité de la base de données d'InfoFlora.
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