Des drones pour recenser la biodiversité

Le pilote Oliver Lucanus fait atterrir son drone sur l'île Grosbois, aux îles de Boucherville.
Photo: Catherine Legault Le Devoir Le pilote Oliver Lucanus fait atterrir son drone sur l'île Grosbois, aux îles de Boucherville.

Le Devoir part cet été à la rencontre de chercheurs qui profitent de la belle saison pour mener leurs travaux sur le terrain. Aujourd’hui, la série Grandeur nature s’élève dans les airs pour découvrir les richesses de la biodiversité canadienne.

Au beau milieu d’un champ sur l’île Grosbois, située dans le parc national des Îles-de-Boucherville, Margaret Kalacska peaufine l’installation d’une imposante caméra hyperspectrale — capable de capter les différentes longueurs d’onde —, avant de la propulser à 45 mètres dans les airs grâce à un drone.

« Avec cette caméra, on va pouvoir photographier la biodiversité vue du ciel », explique la chercheuse et professeure à l’Université McGill, au département de géographie. Cet équipement à la fine pointe de la technologie ne servira donc pas simplement à faire de belles photographies aériennes, mais plutôt à construire la première banque de données végétale à codes spectraux au Canada. À terme, ces données permettront d’évaluer les effets néfastes des changements climatiques et l’incidence des activités humaines sur la flore.

Technique révolutionnaire en biologie

Le projet, mené par une équipe de chercheurs canadiens, est né d’un constat d’Étienne Laliberté, professeur de biologie à l’Université de Montréal. Selon lui, les biologistes ne sont pas équipés pour étudier les changements rapides et profonds de la biodiversité. « La spectranomique — télédétection permettant l’acquisition d’informations sur un objet sans contact par ondes spectrales — s’est présentée comme une technologie rapide et efficace pour suivre l’évolution de l’écosystème », raconte celui qui est à l’origine de l’Observatoire aérien canadien de la biodiversité.

Photo: Catherine Legault Le Devoir De gauche à droite: Oliver Lucanus, pilote, Margaret Kalacska, professeur à McGill au département de géographie, Pablo Arroyo, agent de recherche et Gabriela Ifimov, agente de recherche sur l'île Grosbois, aux îles de Boucherville

Plus besoin de se promener à pied pour identifier chaque plante, même si cette démarche est nécessaire au préalable sur une parcelle de terrain. La spectranomique offre aux chercheurs une vue d’ensemble de la végétation en quelques vols de drone. « Chaque pixel des images obtenues contient 9 centimètres carrés au sol », illustre Mme Kalacska.

« La spectranomique permet d’obtenir les différentes longueurs d’onde réfléchies par les feuilles grâce à la lumière du soleil », explique la spécialiste de l’imagerie satellitaire et aérienne. Ces longueurs d’onde, exploitées avec suffisamment de précision, permettent d’identifier une signature spectrale unique pour chaque végétal qui sera recensé. « Avec les données de la signature, on peut savoir à quel type de plante on a affaire, mais on peut aussi déterminer les effets de l’environnement sur celle-ci », détaille Mme Kalacska. Allant de l’infrarouge à l’ultraviolet, la caméra hyperspectrale permet de capter 288 couches d’onde — comparativement à trois couches pour nos appareils-photo qui captent le rouge, le vert et le bleu.

Lieux de recherche

« Si on en avait la possibilité, on cartographierait tout le Canada ! », lance la chercheuse en riant. Pour le moment, les chercheurs ont dû sélectionner des sites caractéristiques du Canada, en péril face à des effets anthropogènes ou climatiques.

Photo: Catherine Legault Le Devoir Le drone utilisé par les chercheurs

« Comme le reste du Québec, les îles de Boucherville sont envahies par le roseau commun. Notre principale mission sur ce site est donc de repérer des jeunes pousses pour les éradiquer efficacement », détaille M. Laliberté. Ce roseau, que l’on croise souvent au bord des routes, préoccupe les chercheurs, car il fait partie des espèces exotiques envahissantes considérées comme l’une des cinq principales causes de l’effritement de la biodiversité à l’échelle planétaire.

Dans un but secondaire, « nous voulons voir comment les espèces se régénèrent sur des terres qui ont été cultivées », ajoute Mme Kalacska. L’agriculture, prédominante sur ces îles il y a une quinzaine d’années, a laissé de nombreux terrains en friche.

Le Canada, pionnier dans la recherche

La technique de la spectranomique est récente dans le domaine de la biologie — auparavant seulement utilisée en géologie — et attire des chercheurs du monde entier. Sept universités, notamment des États-Unis, de la Finlande et des Pays-Bas, collaborent au projet soutenu par le Conseil national de recherches du Canada.

« D’autres pays aimeraient reproduire cette démarche chez eux, remarque Mme Kalacska. J’ai déjà vu l’utilisation de la caméra hyperspectrale sur des avions aux États-Unis, mais je n’en ai encore jamais vu sur des drones », avoue-t-elle.

Photo: Catherine Legault Le Devoir Tristan Grupp (à gauche) et Deep Inamdar font des tests pour calibrer les couleurs de la caméra Cali.

Le groupe de chercheurs, qui s’est vu octroyer une bourse de 4 millions de dollars par le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada, travaille sur de nouveaux prototypes de caméra adaptés pour des avions ou des satellites. « Grâce aux nouvelles caméras sur des satellites, nous pourrons être capables de visualiser l’évolution de la biodiversité en temps réel avec une meilleure précision. Pour l’instant, la technologie nous réduit à une analyse grossière : “Oh ! Une forêt disparaît par ici ; une par là !” », explique la professeure.

Collaboration

Le projet mobilise de nombreux étudiants pour instituer le savoir-faire dans le secteur de la biologie. « C’est une expérience exceptionnelle pour eux ! », s’enthousiasme la chercheuse en géographie à l’idée de partager ses connaissances.

Toujours dans un esprit de collaboration, les données obtenues par les chercheurs canadiens seront rendues publiques. « Dans notre recherche, nous avons des questions spécifiques. Mais toutes ces données récoltées pourront servir à d’autres personnes avec des objectifs différents », indique-t-elle.

Il faudra s’armer de patience avant de pouvoir accéder aux résultats des chercheurs ; ils paraîtront cet hiver. Après être passés par la Colombie-Britannique et l’Ontario, les chercheurs poursuivront leur route vers le mont Mégantic, ainsi qu’au Yukon, dans les prochaines semaines.