Home / Economie / Environnement / Des essaims de drones aux batteries biologiques, les nouvelles technologies révolutionnent l’écologie

Des essaims de drones aux batteries biologiques, les nouvelles technologies révolutionnent l’écologie


Pour débloquer les secrets de la nature, les écologistes se tournent vers une variété d’instruments et d’outils scientifiques. Parfois, nous réutilisons même des articles ménagers, avec des résultats souriants – qu’il s’agisse d’utiliser une passoire à thé pour héberger des fourmis ou de s’attaquer à des larves de botulis avec un vernis à ongles bien ciblé .

Mais il y a beaucoup plus d’options high-tech disponibles pour étudier le monde naturel. En fait, l’écologie est sur le point de connaître une révolution, les technologies nouvelles et émergentes ouvrant de nouvelles perspectives pour la connaissance de la nature et des applications pour la conservation de la biodiversité.

Notre étude, publiée dans la revue Ecosphere , suit les progrès de ce développement technologique. Ici, nous mettons en évidence quelques exemples de ces avancées passionnantes.

Capteurs de suivi minuscules

L’enregistrement électronique du mouvement des animaux a été rendu possible par la télémétrie VHF dans les années 1960. Depuis lors, un nombre encore plus grand d’espèces, en particulier les animaux migrateurs de longue distance tels que le caribou , les puffins et les tortues de mer , ont été suivis à l’aide du GPS et d’autres données satellitaires.

Mais notre compréhension de ce qui affecte le mouvement des animaux et d’autres comportements, tels que la chasse, est encore avancée par l’utilisation du « bio-logging » – en équipant les animaux eux-mêmes de capteurs miniatures.

La bio-exploitation nous donne un nouvel aperçu de la vie des animaux tels que les lions de montagne.

De nombreux types de capteurs miniatures ont été développés, notamment des accéléromètres, des gyroscopes, des magnétomètres, des micro-caméras et des baromètres. Ensemble, ces dispositifs permettent de suivre les mouvements des animaux avec une précision sans précédent. Nous pouvons également maintenant mesurer le «coût physiologique» des comportements – c’est-à-dire, si un animal travaille particulièrement dur pour atteindre une destination, ou dans un endroit particulier, pour capturer et consommer ses proies.

En outre, le fait de placer les trajectoires de déplacement des animaux dans des environnements rendus spatialement précis (générés par ordinateur) permettra aux écologistes d’examiner comment les individus réagissent les uns aux autres et à leur environnement.

Ces dispositifs pourraient également nous aider à déterminer si les animaux changent leur comportement en réponse à des menaces telles que les espèces envahissantes ou la modification de l’habitat. À son tour, cela pourrait nous dire quelles mesures de conservation pourraient le mieux fonctionner.

Véhicules autonomes

Les véhicules pilotés à distance, y compris les drones, sont maintenant une caractéristique commune de notre ciel, de la terre et de l’ eau . Au-delà de leurs utilisations récréatives plus typiques, les écologistes déploient des véhicules autonomes pour mesurer les environnements, observer les espèces et évaluer les changements dans le temps , le tout avec un degré de détail jamais atteint auparavant.

Il y a beaucoup d’applications passionnantes des drones dans la conservation, y compris l’arpentage de la faune cryptique et difficile à atteindre telle que les orangs-outans

Le couplage de véhicules autonomes avec des capteurs (tels que l’imagerie thermique) facilite désormais l’observation d’espèces rares, cachées ou nocturnes . Cela nous permet aussi potentiellement d’ attraper les braconniers en flagrant délit , ce qui pourrait aider à protéger les animaux comme les rhinocéros, les éléphants et les pangolins .

impression en 3D

Bien que l’impression 3D ait été mise au point dans les années 1980, nous commençons seulement maintenant à réaliser les utilisations potentielles de la recherche écologique. Par exemple, il peut être utilisé pour fabriquer des dispositifs de repérage légers et bon marché pouvant être montés sur des animaux. Ou il peut être utilisé pour créer des modèles complexes et précis de plantes, d’animaux ou d’autres organismes, pour une utilisation dans des études comportementales.

L’impression 3D donne un nouvel éclairage sur le comportement des animaux, y compris le choix du partenaire.

Bio-batteries

Garder l’équipement électronique en marche sur le terrain peut être un défi. Les batteries conventionnelles ont une durée de vie limitée et peuvent contenir des produits chimiques toxiques. L’énergie solaire peut aider avec certains de ces problèmes, mais pas dans les zones faiblement éclairées, comme au cœur des forêts tropicales.

Les «bio-batteries» peuvent aider à surmonter ce défi. Ils convertissent les sources naturelles d’énergie chimique, telles que l’amidon, en électricité en utilisant des enzymes. Le «branchement» aux arbres peut permettre aux capteurs et autres équipements de terrain d’être alimentés à moindre coût pendant longtemps dans des endroits sans soleil ou sans accès au réseau électrique.

Combiner les technologies

Toutes les technologies décrites ci-dessus s’inscrivent dans un continuum de solutions technologiques antérieures (maintenant largement dominantes), à des solutions nouvelles et innovantes en cours d’expérimentation.

Chronologie illustrative des nouvelles technologies en écologie et sciences de l’environnement. Source et plus de détails à DOI: 10.1002 / ecs2.2163. Euan Ritchie

Les technologies émergentes sont excitantes par elles-mêmes, mais lorsqu’elles sont combinées, elles peuvent révolutionner la recherche écologique. Voici un extrait modifié de notre article:

Imaginez des stations de recherche équipées de caméras à distance et d’enregistreurs acoustiques équipés d’ordinateurs de faible puissance pour la reconnaissance d’appels d’images et d’animaux, alimentés par des arbres via des bio-batteries. Ces appareils peuvent utiliser une télémétrie à longue portée et à faible puissance pour communiquer entre eux dans un réseau, ce qui permet de suivre le mouvement des animaux d’un endroit à l’autre et de transmettre des informations à un emplacement central. Des essaims de drones travaillant ensemble pourraient alors être déployés pour cartographier le paysage et collecter des données à partir d’un emplacement central sans fil, sans atterrissage. Les drones pourraient alors atterrir dans un endroit avec une connexion Internet et transférer des données dans un espace de stockage en nuage accessible depuis n’importe où dans le monde.

Visualisation d’un futur environnement de recherche intelligent, intégrant plusieurs technologies écologiques. Les lignes rouges indiquent le transfert de données via l’Internet des objets (IoT), dans lequel plusieurs technologies communiquent entre elles. Les lignes grises indiquent un transfert de données plus traditionnel. Les lignes brisées indiquent les données transférées sur de longues distances. (1) Bio-batteries; (2) L’Internet des objets (IoT); (3) théorie de l’essaim; (4) Télémétrie de faible puissance à longue portée; (5) énergie solaire; (6) Ordinateur de faible puissance; (7) Transfert de données par satellite; et (8) Bioinformatique. Source et plus de détails à DOI: 10.1002 / ecs2.2163. Euan Ritchie

Ces progrès produiront non seulement des données de recherche plus précises , mais devraient également minimiser la perturbation des espèces et des écosystèmes dans le processus.

Non seulement cela minimisera le stress pour les animaux et la propagation involontaire des maladies, mais il devrait également fournir une image plus «naturelle» de la façon dont les plantes, les animaux et les autres organismes interagissent.


Lire la suite: « Epic Duck Challenge » montre que les drones peuvent surpasser les gens à l’étude de la faune


Réaliser la révolution techno-écologique exigera une meilleure collaboration entre les disciplines et les industries. Idéalement, les écologistes devraient également être exposés à une formation technologique pertinente (comme l’ingénierie ou l’informatique) et à des stages dans l’industrie au début de leur carrière.

Plusieurs initiatives, telles que Wildlabs , le Groupe de travail sur la technologie de la conservation et TechnEcology , répondent déjà à ces besoins. Mais nous ne sommes qu’au début de ce qui est finalement possible.


Laisser un commentaire

Votre adresse de messagerie ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *