L’atmosphère acoustique des récifs coralliens livre des informations déterminantes sur leur santé. Mais une part de ces données est inaccessible à l’oreille humaine. En mobilisant des algorithmes, des biologistes viennent de produire un outil qui sera utile pour protéger ces écosystèmes.

S’ajoutant à leur splendeur visuelle, les coraux ont aussi une petite musique. Non que cela soit une boîte de nuit pour le monde marin : il s’agit d’un « bruit de fond » issu de leur activité biologique. Celui-ci constitue un signal acoustique distinctif, dont toute une partie est inaccessible à l’oreille humaine.

Dans la revue Ecological Indicators, des travaux qui seront publiés en juillet 2022 mobilisent des algorithmes pour utiliser cet environnement sonore comme indicateur de la santé des coraux. Et cela va faciliter leur protection.

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Un banc de poissons près de coraux — des écosystèmes entiers dépendent de ces récifs. // Source : Pexels

Comment se portent les coraux ? Le son peut nous le dire

À l’aide d’un hydrophone (un micro sous-marin), les biologistes à l’origine de cette étude ont compilé 152 enregistrements, d’une minute chacun, provenant de récifs coralliens en bonne ou en mauvaise santé. Plutôt que d’utiliser des méthodes visuelles et auditives classiques, qui prennent énormément de temps en laboratoire et sur place, sans être parfaitement fiables, les auteurs ont conçu un algorithme de machine learning. Ils l’ont entraîné à partir de coraux dont l’état était déjà connu, puis l’ont utilisé avec ces nouveaux enregistrements.

L’algorithme a pu reconnaître les coraux en bonne ou mauvaise santé avec un taux de réussite de 92 %, ce qui est particulièrement élevé comparativement aux méthodes humaines. « Nos résultats montrent qu’un ordinateur peut capter des motifs indétectables à l’oreille humaine. Il peut nous dire plus rapidement et plus précisément comment se porte le récif », écrivent les auteurs le 27 mai 2022, sur le site de l’université d’Exeter d’où proviennent ces recherches.

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Un biologiste déployant un hydrophone à Sulawesi, en Indonésie, dans un récif. // Source : Tim Lamont, University of Exeter

La bonne santé des coraux est un enjeu écologique

L’enjeu n’est pas des moindres : les récifs coralliens n’ont jamais été autant en danger. Les activités humaines à l’origine du changement climatique provoquent une dégradation rapide de ces écosystèmes marins — un effondrement qui se traduit par le « blanchiment » des coraux. En cause, le réchauffement des eaux, leur acidification, mais aussi le contact avec des produits polluants présents dans certains produits. Comme rien n’est isolé dans l’environnement, la menace ne pèse pas seulement sur les coraux eux-mêmes, mais aussi sur toutes les espèces qui en dépendent.

Les sons produits par les récifs coralliens proviennent d’ailleurs en grande partie de ces espèces — des poissons et autres créatures marines. C’est pour cette raison que la « musique » de ces récifs est révélatrice de leur bonne ou de leur mauvaise santé, avant même que l’on puisse l’observer à l’œil humain en détectant un blanchiment. L’usage d’algorithmes acoustiques peut donc venir en renfort pour surveiller l’état des coraux : or, plus tôt on sait, plus tôt on peut agir dans le cadre de projets de conservation — comme le Mars Assisted Reef Restoration System.

« C’est une avancée vraiment importante. Les enregistreurs sonores et l’IA pourraient être utilisés dans le monde entier pour surveiller la santé des récifs, et découvrir si les tentatives de protection et de restauration fonctionnent », explique Tim Lamont, l’un des auteurs de l’étude, sur le site d’Exter. « Dans de nombreux cas, il est plus facile et moins coûteux de déployer un hydrophone sous-marin sur un récif et de le laisser là que d’avoir des plongeurs experts qui visitent le récif à plusieurs reprises pour l’étudier — en particulier dans les endroits éloignés. »