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Le phoque moine est l’une des trois espèces emblématiques de Méditerranée, avec le mérou et le thon rouge. Il y a moins de cent ans, d’importantes colonies peuplaient encore l’intégralité du bassin méditerranéen, de l’Espagne à Israël, et du Nord de l’Italie à la Libye.

Iconographie zoologique du phoca monachus, circa 1700 © Amsterdam UniversityLe phoque moine de Méditerranée, de son nom latin Monachus monachus, est aujourd’hui l’un des mammifères marins les plus menacés de la planète, selon les plus récents rapports de l’UICN (l’Union Internationale pour la Conservation de la Nature).

Nombreuses sont les raisons qui ont mené à cette dramatique situation. Durant l’antiquité, cet animal a été chassé pour sa graisse et sa peau. Devenu nuisible au 20e siècle (il endommage les filets de pêche), les pêcheurs l’ont intentionnellement tué pendant des décennies. Depuis ces 40 dernières années, le tourisme de masse a progressivement occupé les plages et côtes nécessaires à leur repos et aux mises bas des femelles. Les quelques centaines d’individus que l’on retrouve actuellement en Méditerranée ont été contraints de se réfugier dans des grottes marines isolées.

Autrefois nombreux, les phoques moines de Méditerranée sont aujourd'hui menacés, et se sont réfugiés dans des grottes marines parfois inaccessibles © Octopus Foundation / Philippe HenryLa plupart des études scientifiques sur le phoque moine ont été réalisées et publiées en Grèce ces 20 dernières années. Ce pays est l’un des seuls à étudier plusieurs groupes de reproducteurs. Néanmoins, des observations répétées ont notamment été confirmées en Adriatique et dans la mer Tyrrhénienne, entrouvrant la possibilité que l’espèce récupère lentement.

Faisant le constat que les données de répartitions géographiques pouvaient évoluer rapidement, l’UICN souhaite coordonner un projet visant à rassembler les nombreux acteurs de terrain, scientifiques, environnementalistes, pêcheurs, propriétaires de clubs de plongée et skippers pour améliorer les connaissances sur cette espèce.

L’objectif de ce programme est de trouver des moyens accessibles (outils d’observation, réseaux d’informateurs, sensibilisation du public) afin de collecter des informations dans la totalité du bassin méditerranéen, de les partager avec l’ensemble des chercheurs et ONG, afin d’évaluer avec une plus grande précision l’état des populations de cette espèce emblématique, méconnue et pourtant indispensable à l’équilibre de l’écosystème marin.

Soutien apporté à l’UICN et aux acteurs locaux

Les phoques moines de Méditerranée ont été presque exclusivement étudiés en Grèce ces 30 dernières années. Des observations répétées ont néanmoins été confirmées dans les eaux turques, chypriotes, italiennes et croates. Malheureusement, à ce jour aucun suivi global de l’espèce n’a pu être réalisé sur l’ensemble du bassin méditerranéen. Cette information est pourtant cruciale pour comprendre l’évolution des effectifs et pour entreprendre une démarche efficace de protection sur le long terme.

Le squelette d'un phoque moine est exposé à Alonissos, en Grèce © Creative Commons

L’UICN souhaite donc initier et coordonner un projet international visant à rassembler les acteurs de terrain qui vivent et travaillent dans des zones fréquentées par des phoques moines pour partager les données récoltées afin d’améliorer les connaissances sur cette espèce emblématique ainsi que sur sa répartition géographique exacte.

La Fondation Octopus travaille aux côtés de l’UICN pour proposer aux biologistes qui le souhaitent de nouveaux outils open-source et financièrement abordables afin d’augmenter la capacité de monitoring des phoques moines sur l’ensemble du bassin méditerranéen. Dans cet esprit d’ouverture et d’échanges, la Fondation Octopus souhaite que ces outils puissent peut-être aussi profiter à d’autres biologistes (plages de pontes des tortues marines, par exemple) ou à d’autres scientifiques (archéologues sous-marins voulant protéger un site de fouilles des pillages).

Outils existants

Caméra à détecteur de mouvement, développée pour la chasse en forêt.Au cours des décennies passées, les biologistes marins étudiant les phoques moines se sont principalement équipés de caméras à détecteur de mouvement. Ces appareils ont l’avantage d’être peu coûteux (entre 200 et 500 Euros en moyenne). Dès qu’un animal passe devant le capteur, une photo et/ou une vidéo sont enregistrés. Ces données ne sont donc enregistrées qu’en présence d’animaux, limitant les images à traiter par la suite. Finalement, l’installation de ce type de caméra est facilitée par sa taille, son usage et sa faible consommation en énergie (généralement des piles AA).

Phoque moine photographié par une caméra à détecteur de mouvementCes caméras ont aussi quelques inconvénients. Tout d’abord, ils ne photographient que les animaux qui entrent dans le champ du capteur. Ils ne fournissent donc aucun élément de contexte, comme par exemple les conditions météo ou l’activité humaine autour des grottes. De plus, l’opérateur est obligé d’entrer dans la grotte pour récupérer les données de la caméra (photos et vidéos enregistrées sur une carte mémoire). Sur une période d’environ six mois, il est raisonnable d’envisager deux à trois visites dans la grotte pour récupérer la carte mémoire et changer les piles qui peuvent être trop faibles après seulement quelques semaines d’utilisation.

Ces caméras ne sont par ailleurs pas conçues pour être installées dans des environnements aussi humides que des grottes marines. Ces lieux occupés par les phoques moines ont souvent des taux d’humidité proches de 100% pendant plusieurs jours ou semaines d’affilés. Il est dès lors nécessaire de modifier légèrement ces équipements afin d’améliorer leur étanchéité.

Finalement, les données ne peuvent pas être sauvegardées ni protégées contre le vol. Si la caméra est volée (facilité par son faible volume), les images enregistrées durant des semaines ou des mois disparaissent avec l’appareil.

Nouveaux outils

La Fondation Octopus souhaite développer et tester de nouveaux outils complémentaires pour l’observation et la collecte de données. Que ce soit les kits de monitoring autonomes et connectés ou l’utilisation de drones, ces appareils sont conçus pour compléter les technologies précédemment utilisées, et non  les remplacer.

Système de monitoring autonome et connecté

Camera qui surveille l'entrée d'une grotte à phoque © Octopus FoundationPour mettre au point un système de monitoring autonome et connecté, la Fondation Octopus a développé plusieurs prototypes en utilisant des éléments disponibles dans le commerce de détail et en privilégiant le “prêt à l’emploi”. Ces prototypes sont ensuite assemblés et testés dans un environnement côtier connu pour abriter des phoques moines.

Chaque système peut monitorer une grotte et informer les biologistes en temps réel sur la présence ou l’absence d’un phoque. Ils peuvent également renseigner sur les conditions météorologiques, l’activité humaine dans la zone ainsi que toutes autres activités animales. Grâce au routeur 3G/4G, qui utilise le réseau téléphonique local pour transmettre à distance et en continu les données enregistrées, les biologistes ont directement accès aux données juste après leur enregistrement, tout en conservant en plus une sauvegarde sur un serveur FTP.

Les tests et les améliorations des prototypes vont se dérouler sur un ou deux ans, afin d’accumuler suffisamment de retours d’expérience.

Le budget global pour un set complet de monitoring autonome et connecté (pour une grotte) ne doit pas dépasser pas les 2000 Euros.

Monitoring dynamique

Les drones aériens sont très utiles pour repérer des animaux, et les suivre sans les déranger © Octopus Foundation / Andy GuinandEn complément du suivi continu et autonome d’une grotte, la Fondation Octopus développe un protocole d’utilisation de drones aériens grand publique afin de localiser et suivre des phoques moines à proximité des grottes. En utilisant des drones en relais, l’idée est de pouvoir rester dans les airs près de deux heures d’affilées afin de tester la possibilité d’identifier et suivre des individus dans de faibles profondeurs sans les déranger.

Le budget global pour une paire de drones capables de se relayer (deux quadricoptères et deux retours vidéo) ne doit pas dépasser pas 4000 euros.

Toujours selon la philosophie « open-source » et d’utilité publique de la Fondation Octopus, le choix précis des appareils et leur utilisation seront expliqués et détaillés dans ces pages web ultérieurement.

Suivez l’expédition « Phoque moine de Méditerranée – 2018 » grâce au journal OpenExplorer, uniquement disponible en anglais.

https://openexplorer.nationalgeographic.com/expedition/monksealgreece2018

18 janvier 2019

Kit de monitoring autonome et connecté

Plusieurs expériences passées* ont montré l’efficacité d’un système photographique à intervalle régulier (1 photo est prise toutes les 5 minutes, 10 minutes ou 15 minutes, par exemples) venant compléter l’usage des caméras à détecteur de mouvement. Le but est d’enregistrer en continu l’activité des phoques moines, l’activité humaine et certains phénomènes météorologiques à l’intérieur et à l’extérieure d’une grotte marine. Finalement, le système est équipé d’un routeur 3G/4G (équipé d’une carte SIM internationale) qui utilise le réseau téléphonique local pour envoyer les paires d’images à un serveur distant, où les données sont stockées de façon sécurisée.

Ci-dessous, le plan du premier prototype (testé entre mai et novembre 2018 dans les îles grecques) :

Schéma complet du système de monitoring autonome © Octopus Foundation

Son installation sur le terrain:

Premier prototype de système de monitoring autonome et connecté installé en Grèce en 2018 © Octopus Foundation

Afin de comprendre l’intégralité du système, il faut se pencher sur les différents éléments le composant:

    1. Énergie solaire

Depuis plusieurs années, la technologie photovoltaïque a évolué à tel point que des équipements abordables sont disponibles un peu partout dans le monde. Habituellement, la production d’énergie solaire fonctionne de façon combinée : Un ou plusieurs panneaux rechargent une ou plusieurs batteries, qui sont soit au plomb soit au lithium. Etant donnée la différence de prix importante (du simple au double) entre le plomb et le lithium, notre recherche s’est limitée aux batteries au plomb, qui sont d’ailleurs plus facilement disponibles dans les zones côtières.

Les modules de la marque Goal Zero sont prêts à l'emploi, et donc parfaits pour les novices © Goal ZeroPar définition, un système autonome installé dans la nature est soumis à un risque élevé de vol. Il est dès lors important de trouver un équilibre entre le prix des équipements, leur efficacité, leur consommation électrique et leur faculté de fonctionner dans tous types de situations.

Par exemple, un système pourrait très bien fonctionner toute l’année, avec trois panneaux solaires et deux batteries 12V. Mais cela impliquerait d’augmenter sa visibilité et donc son risque de vol. Si le prototype peut fonctionner avec un seul panneau solaire (de 50 ou 100 Watts) et une batterie (12V classique de voiture), alors sa perte reste financièrement acceptable.

Un paramètre additionnel à prendre en compte est le nombre de cycles de charge et de décharge que la batterie va devoir gérer. La préférence va être donnée à une batterie de type AGM conçue pour résister plus longtemps à ce genre d’utilisation intensive (au minimum 6 mois).

    1. Monitoring vidéo intérieur/extérieur

Caméra POE installée à l'entrée d'une grotte © Octopus FoundationLe premier prototype a été équipé de deux caméras distinctes. Le rôle de la première caméra, installée à l’extérieur, est de surveiller l’entrée de la grotte et ses environs, afin d’enregistrer des données sur les conditions météorologiques et sur les activités humaines qui pourraient potentiellement perturber les phoques. La deuxième caméra est fixée au fond de la grotte, orientée sur la plage utilisée par les phoques pour se reposer ou mettre au monde.

Les deux caméras fonctionnent simultanément, afin de capturer l’intégralité de la situation, à l’extérieur et à l’intérieur de la grotte. Dans cette configuration, sur la côte méditerranéenne, la caméra extérieure est exposée aux conditions météorologiques extrêmes (fortes chaleurs estivales et pluies abondantes lors des orages par exemple), alors que la caméra intérieure est constamment plongée dans le noir et sujette à d’importants taux d’humidité durant de longues périodes.

En quelques années, la technologie dans le domaine de la sécurité a progressé de façon fulgurante. Un élément clé est aujourd’hui l’utilisation de “caméras POE” (Power Over Ethernet, en anglais “courant au travers de l’Ethernet”). Ces caméras, relativement abordables, utilisent un simple câble Ethernet pour transporter l’électricité et les données. Il n’y a désormais plus besoin de deux circuits différents, qui rendaient il y a quelques années encore une installation comme celle-ci trop complexe et sujette à de nombreux problèmes techniques potentiels.

Caméra POE en cours d'installation dans une grotte marine © Octopus FoundationCes caméras POE peuvent être distantes de 100 mètres maximum de la boîte de contrôle.

Par ailleurs, ces caméras sont conçues pour diffuser des images de sécurité jours et nuits à l’intérieur et à l’extérieur de bâtiments. Elles sont donc généralement équipées d’un éclairage infrarouge (qui portent en général à une distance de 30 mètres de la caméra dans le noir complet) et sont IP66 (étanches à la pluie) ou IP67 (étanche à l’immersion).

    1. Prise de vue à intervalle régulier

L’objectif est de suivre en continu les activités à l’intérieur et l’extérieur d’une grotte qui convient aux phoques moines. L’un des principaux problèmes de ce genre d’équipement est la consommation d’énergie, qui peut être importante pour alimenter deux caméras vidéos munies d’un éclairage infrarouge. L’objectif est donc de limiter cette consommation au maximum en allumant et en éteignant le système à intervalle régulier. Dans notre situation précise, nous savons que les phoques sont de très bons nageurs, mais une fois à terre, ils leur est beaucoup plus difficile de se déplacer.

Partant de ce constat, l’intervalle que nous proposons est d’une photo prise toutes les 15 minutes. Cela veut dire que l’ensemble du système est allumé pendant environ 3 minutes (le temps que les caméras se lancent et s’ajustent), avant qu’une photo ne soit extraite sur chacun des deux flux vidéos. Les images sont ensuite enregistrées localement (sur une clé USB), envoyées sur un serveur de sauvegarde (serveur FTP), puis le système est éteint pour économiser l’énergie de la batterie. Ce processus complet recommence toutes les 15 minutes. En conséquences, les caméras ne sont allumées que 12 minutes par heure.

Raspberry Pi avec clé USB pour le stockage localAfin de gérer ce genre de tâches simples, un petit ordinateur bon marché a fait son apparition ces dernières années: le Raspberry Pi (environ 35 Euros). Il est alimenté en 5 Volts et peut facilement être programmé pour gérer l’ouverture et la fermeture d’un relais électrique par exemple, ainsi qu’enregistrer des données sur une clé USB.

    1. Double sauvegarde

Avec le kit de monitoring autonome et connecté, la paire de photos est donc enregistrée toutes les 15 minutes localement sur une clé USB. Elle est ensuite envoyée grâce au routeur 3G/4G à un serveur FTP distant permettant non seulement de sauvegarder les données, mais de permettre aussi la visualisation presque live de l’intérieur de la grotte, renseignant ainsi les scientifiques sur la présence ou l’absence d’un phoque dans la grotte. Cela pourrait par exemple être utile aux biologistes pour collecter des échantillons de poils lorsque l’animal est parti chasser.

Routeur 3G/4G qui se connecte au réseau téléphonique local, afin de transmettre les données sur le serveur FTP de son choix

Si pour une raison quelconque le réseau téléphonique local devait tomber en panne temporairement, les images sont malgré tout enregistrées sur la clé USB du Raspberry Pi. Les données peuvent alors être récupérées par une personne sur place qui peut accèder à tout moment à la boîte de contrôle située à l’extérieur de la grotte, permettant ainsi de ne pas déranger un animal qui pourrait être à l’intérieur.

    1. Programme informatique

Pour réaliser ces tâches d’allumage et d’extinction du système vidéo selon un intervalle défini, d’enregistrement des photos sur clé USB ou d’envoi des données sur un serveur FTP, nous avons conçu un programme très simple en langage Python qui sera amené à évoluer en fonction des améliorations du système. Le code est disponible pour tout scientifique qui en aurait besoin. Il suffit de nous en faire la demande par email (contact@octopusfoundation.org).

    1. Boîte extérieure

Cette boîte a été conçue en contreplaqué (qui peut facilement être trouvé dans la plupart des zones côtières du monde), et recouverte de trois couches de vernis. Idéalement, les tranches doivent être recouvertes d’epoxy. Les trous se situent à l’extérieur de la boîte, afin de limiter les infiltrations d’eau. Sur les côtés se trouvent des grilles d’aération qui peuvent être remplacées par des plaques de contreplaqué durant l’hiver. Les dimensions sont en millimètres.

La boîte en bois conçue pour abriter les éléments électroniques qui ne sont pas dans la grotte et qui ne sont pas étanches © Octopus Foundation

Mission de terrain 2018: SET 1 et SET 2

Pour la phase 1 de nos tests (2018), deux prototypes ont été installés en Grèce dans deux grottes aux conditions géomorphologiques très différentes.

Le but de ce premier test était de faire fonctionner les deux prototypes pendant 6 mois pour tester la résistance des différents composants. Installés au début du mois de juin, notre objectif était de les faire fonctionner jusqu’à la fin du mois de novembre 2018. Pour cette première phase, les équipements ont été choisis en fonction de leur facilité d’utilisation et de leur coût limité (coût global d’un kit fixé à moins de 2000 Euros).

    1. SET 1

Le premier prototype a été installé dans un grotte connue depuis plusieurs années par les biologistes pour avoir été occupée par des phoques moines.

Configuration de la grotte pour le SET 1 (haute parois rocheuse, entrée face au Nord) © Octopus Foundation

La grotte est située au pied d’une falaise rocheuse d’environ 20-25 mètres de haut. La première des deux entrées est sous-marine. La falaise plonge verticalement dans l’eau. À environ un mètres de profondeur, un passage permet aux phoques d’entrer facilement dans la grotte. Une fois à l’intérieur, l’eau s’étend sur environ 50 mètres (comme un lac intérieur) avant d’atteindre le fond où se situe une plage d’environ 30 mètres de large.

Photo intérieure du SET 1 © Octopus FoundationSur la gauche de l’entrée sous-marine se trouve l’entrée aérienne, où un pan de falaise s’est effondré pour ouvrir un passage qui permet de rejoindre la grotte principale.

L’entrée de la grotte est orientée vers le Nord, ce qui l’expose donc aux vents dominants d’été qui soufflent du secteur Nord. La caméra extérieure est donc aussi orientée vers le Nord, optimisant ainsi toute la journée l’exposition lumineuse des photos extérieures.
Photo extérieure du SET 1 © Octopus Foundation

Début juin 2018, une fois que l’intégralité du SET 1 a été mis en place, avec la boîte de contrôle et la première caméra au sommet de la falaise, le panneau solaire entre deux rochers, et la caméra dans la grotte au bout d’un cable Ethernet de 90 mètres, nous avons activé le système de monitoring.

L’après-midi du troisième jour de mission, le prototype fonctionnait. En dehors de quelques ajustements pour corriger l’exposition des photos, le système fonctionnait parfaitement avec une photo prise par chacune des caméras toutes les 15 minutes, 24h/24h et 7j/7j. Les photos s’enregistraient sur la clé USB, avant d’être envoyées sur le serveur FTP en Suisse via le routeur et le réseau téléphonique. Finalement, les dernières images reçues sur notre serveur FTP s’affichaient sur notre page web dédiée, visualisable depuis n’importe quel smartphone ou ordinateur dans le monde.

    1. SET 2

Pour différentes raisons techniques, nous n’avons pas pu utiliser la même configuration dans une deuxième grotte. Nous avons dès lors décidé d’installer le deuxième kit avec des câbles Ethernet de 20 et 10 mètres de long, à l’entrée d’une grotte à la configuration totalement différente. L’objectif ici était de tester les limites de chaque module du système.

La configuration où a été installé le SET 2 © Octopus Foundation

Lors de nos repérages, nous avions été informé de l’existence d’une “faille” dans la côte, autour de laquelle des phoques moines ont été aperçus à plusieurs reprises. En comparaison de la grotte du SET 1, cette faille présente la particularité d’être au raz de l’eau, et exposée cette fois au Sud. Une grande partie de cette grotte est aussi intégralement submergée par la mer. Il est probable qu’au fond de celle-ci, une poche d’air permette aux phoques de respirer. A ce stade de nos tests, il n’était pas envisageable d’immerger (même temporairement) une caméra POE (IP66) avec son câble Ethernet pour les installer dans cette grotte.

Dès lors, nous avons pris la décision d’installer le deuxième prototype avec les deux caméras à l’extérieur, orientées différemment à l’entrée de la grotte.
Conscients des chances quasi nulles de photographier un phoque nageant dans l’eau (le mammifère est beaucoup trop rapide), nous avons privilégié la collecte d’informations environnementales telles que les activités humaines et les conditions météorologiques, par exemples. Cette configuration était aussi un bon moyen de tester une orientation différente des caméras (cette fois vers le secteur Sud, à 180° et à 110°). Les données recueillies par ces caméras se sont avérées précieuses pour comprendre à quel point cette orientation vis-à-vis du soleil influence la qualité des images.

Photo prise par la première caméra du SET 2 © Octopus FoundationAvec deux caméras à l’extérieur, il était inutile de laisser tourner l’intégralité du système toute la nuit puisque les lumières infrarouges fonctionnent très mal sur un objet en mouvement comme la mer. Nous avons donc modifié les réglages de notre programme informatique, pour qu’il n’allume les caméras qu’entre 5 heures du matin et 22 heures (du 1er juin au 17 octobre 2018). Puis, à partir du 18 octobre, nous avons encore réduit les heures d’allumage de 7 heures à 20 heures pour suivre la diminution hivernale d’heures solaires.

Photo prise par la deuxième caméra du SET 2 © Octopus Foundation Etant donné que le SET 2 fonctionnait désormais moins d’heures que le SET 1 (17h/24h au lieu des 24h/24h), nous avons aussi décidé de réduire l’intervalle de prises des photos de 15 à 10 minutes. Nous augmentions donc ainsi nos chances (même infimes) de capturer en photo un phoque moine qui reprendrait sa respiration. Mais nous souhaitions surtout augmenter la cadence pour tester les limites des composants élétroniques tout en transmettant la même quantité de données via le routeur 3G/4G. Ainsi, alors que le SET 1 allait prendre un total de 192 photos par jour (pour deux caméras), le SET 2 allait en prendre 204 par jour. L’idée était de rester dans le cadre de la carte SIM nous autorisant un maximum de 3 Gigas de données par mois pour 30 Euros (chaque photo pèse en moyenne 300 Ko).

Finalement, la boîte électronique a été installée cette fois sous un arbre (en comparaison de l’abri rocheux du SET 1), le panneau solaire a été fixé entre deux rochers avec un angle plus important (à environ 160° et incliné de 20°), les câbles Ethernet qui courent le long de la côte rocheuse ont été protégés en les enveloppant dans du tuyau d’arrosage, et les deux caméras ont été fixées de part et d’autre de l’entrée de la grotte, bien plus près de l’eau et des vagues que pour le SET 1. Les deux caméras sont à peu près à 5 mètres de hauteur de la mer. Cette configuration permettra ainsi de tester la résistance de ces éléments aux vagues lors des tempêtes de Sud qui peuvent être violentes dans la région.

Cette zone est occupée par des troupeaux de chèvres, et quelques spécimens ont mangé les câbles apparents, endommageant le système © Octopus FoundationUn aspect intéressant à relever est la présence de troupeaux de chèvres dans la zone du SET 2. Nous l’avons découvert lors de l’installation. Nous avons donc décidé de couvrir la plupart des câbles avec du tuyau d’arrosage (les deux câbles Ethernet des caméras et le câble du panneau solaire à la batterie), en pensant que ces animaux pouvaient les endommager en marchant dessus. Nous n’avions pas imaginé que les chèvres apprécient tout particulièrement les câbles électriques, au point des les manger s’ils sont accessibles. Au contraire, si les câbles sont bien protégés par un simple tuyau, ils semblent alors perdre tout leur intérêt gustatif.

* cf. Gruppo Foca Monaca en Italie

Monitoring dynamique

Avec les progrès technologiques actuels des batteries Lithium-Ion, les drones “quadricoptères” peuvent aujourd’hui rester dans les airs pendant presque 30 minutes avec une seule batterie. Les pilotes de drones de la Fondation Octopus ont testé d’abord en Suisse puis sur le terrain en Grèce la capacité de deux drones grand public de se relayer dans les airs pour augmenter à plus de deux heures le temps passé en continu à observer la mer. L’objectif de ce test était de localiser et suivre les phoques moines qui nagent à faible profondeur à proximité d’une grotte marine. Une technique a ainsi été mise au point pour pouvoir se relayer, c’est-à-dire pour le deuxième drone de retrouver le premier (qui doit changer de batterie) sans se perdre ni entrer en collision et ainsi ne pas perdre l’animal de vue.

Lors de notre phase 1 (2018), en volant à quelques dizaines de mètres au dessus de la surface de la mer, les drones ont pu localiser et filmer plusieurs phoques. Tout en restant abordables financièrement (moins de 2000 Euros l’unité), et avec une portée (maximum 6 kilomètres) et une autonomie (maximum 25 minutes) de plus en plus importante, il semblerait que ces appareils, qui sont par ailleurs de plus en plus silencieux (moins de 60 dB), ne perturbent presque pas ces animaux sauvages, permettant ainsi d’améliorer leur observation.

Les drones aériens permettent de trouver et suivre des animaux dans leur environnement naturel, sans les déranger © Octopus Foundation

18 janvier 2019

Kit de monitoring autonome et connecté

SET 1

Le premier résultat de cette phase 1 des tests est que ce système fonctionne globalement bien dans un environnement côtier méditerranéen. Sur un total de 174 jours, le SET 1 a enregistré avec succès des photos pendant 148 jours (soit 85% du temps).

Dans la grande majorité des cas, la batterie a été le problème majeur dans la mesure où une tension devenue trop basse a mis tout le système en standby, ne laissant que le panneau recharger la batterie. Il fallait alors qu’une personne sur place accède à la boîte de contrôle pour appuyer sur les deux boutons qui réenclenchent le système. La consommation d’énergie était donc parfois plus élevée que la production (ensoleillement moindre, mauvais temps pendant plusieurs jours d’affilés, mauvaise orientation du panneau solaire, etc).

Nous avons aussi du faire face à un bug du software (le 2 juillet), une panne du routeur (qui a été remplacé le 15 juillet), des problèmes techniques qui ont tous été solutionnés sur place grâce à nos partenaires locaux.

A partir du 18 octobre, l’ensoleillement n’étant plus suffisant pour un seul panneau solaire de 50 Watts, nous avons pris la décision de rajouter un second panneau de 50 Watts (période symbolisée en jaune sur le tableau) qui a permis de faire fonctionner le SET 1 pendant un mois de plus, soit jusqu’au 18 novembre 2018. Le système s’est alors mis en standby. Nous avons décidé d’arrêter à ce stade la Phase 1 des tests pour le SET 1.

Résultats des 6 mois de test du SET 1 © Octopus Foundation

À deux reprises, ce prototype a permis de photographier des phoques moines sur la plage de la grotte (symbolisés sur le tableau par les cases M avec des pointillés, les 21 et 25 octobre).
Sans tirer de conclusions hâtives, les phoques sont apparus les deux fois de nuit, lors d’une tempête de vent de Nord, et en dehors de la saison touristique.

Lors d'une tempête avec des vents violents et une mer déchaînée, un phoque est venu se reposer dans la grotte du SET 1 © Octopus Foundation

SET 2

En ce qui concerne le SET 2, il a été encore plus performant que le SET 1, avec des photos qui ont été enregistrées avec succès pendant 159 jours sur un total de 173 jours, soit un taux de réussite de 92%. Le problème principal apparu dans ce cas est la consommation trop importante d’énergie à partir de mi-octobre.

L’ensoleillement n’étant plus suffisant pour assurer le fonctionnement du prototype (malgré l’installation d’un deuxième panneau solaire de 50W le 19 octobre), la phase 1 a donc été arrêtée le 21 novembre 2018.

Bien que nous n’ayons rencontré aucun problème technique similaire au SET 1 (bug informatique, routeur en panne, etc.) de toute la période estivale, nous avons été confrontés avec le SET 2 a un autre type de problèmes avec les chèvres qui ont mangé et coupé les cables du panneau solaire (le 31 août) et d’une des deux caméras (le 3 octobre). Nous avons solutionné le problème en protégeant tous les cables par du tuyau d’arrosage acheté sur place.

Résultats des 6 mois de test du SET 2 © Octopus Foundation

Traitement des images – intelligence artificielle

Faire fonctionner deux systèmes autonomes, avec un total de quatre caméras, durant six mois a généré près de 60’000 photos.

Ces images ont le potentiel de produire des statistiques environnementales intéressantes, comme par exemple la présence humaine en fonction des saisons, des vacances etc. Il serait aussi possible de référencer les tempêtes, les périodes de grandes chaleurs et évidemment la présence ou l’absence de phoques dans les grottes.

Afin d’aider les biologistes et scientifiques en général à traiter un nombre très important de photos, la Fondation Octopus prépare un programme de reconnaissance d’images utilisant l’intelligence artificielle pour quantifier et qualifier les bateaux, les plongeurs, les phoques et fournir des statistiques précises de façon automatisée.

Une fois testé et éprouvé, ce programme sera gratuitement mis à la disposition des scientifiques qui souhaiterons s’équiper de kits de monitoring autonome et connecté.

Pour traiter le nombre croissant de photo, un programme basé sur l'AI est en cours de développement © Octopus Foundation

Monitoring dynamique

Grâce au protocole de relais en drone développé par la Fondation Octopus en 2018 (que nous détaillerons précisément ultérieurement sur ces pages web), plusieurs spécimens de phoques moines ont pu être filmés dans les environs d’une grotte marine.
L’objetif est de permettre à certains biologistes de se rendre compte de l’utilité que pourraient avoir un outil de ce type.

Développement et installation d’un prototype de système de monitoring autonome et connecté

Afin de photographier les phoques dans leur élément naturel, et récolter diverses données scientifiques supplémentaires (pression humaine, nombre de bateaux, conditions météorologiques), nous avons développé un prototype de système de monitoring autonome et connecté.
La recherche et l’installation sont expliqués dans cette vidéo:

Monitoring dynamique (drone)

En juin 2018, nous avons eu la chance de pouvoir observer plusieurs phoques moines de Méditerranée.
Les deux individus filmés dans les îles grecques, sont des adultes. Les images sont analysées par les spécialistes pour en savoir plus sur leur comportement.
Nous avons pu tester l’efficacité de l’utilisation de deux drones en relais, afin d’obtenir ces images rares du mammifère marin le plus menacé de la planète.

Drone sous-marin (Trident)

Dans nos bagages, aux côtés de nos deux DJI Mavic Pro, se trouvait également le Trident de chez OpenRov. Cet excellent sous-marin télécommandé nous a été fort utile. Voici un aperçu de ses possibilités:

Membres de l'équipe

Julien PFYFFER
Fondateur et président

Ariel FUCHS
Directeur opérations

Philippe HENRY
Responsable image

Sébastien ROUSSEAU
Responsable navigation

Thomas Delorme
Vidéaste

Antoine BUGEON
Dessinateur et marin

Andy Guinand
Reporter - Pilote de drones

Christophe VIGNAUX
Plongeur et skipper