Banco mondial de chants d’oiseaux pour explorer la biodiversité sonore

La nature commence à être mesurée autant par ses silences que par ses sons. Là où il suffisait autrefois de regarder, les scientifiques doivent désormais également écouter pour comprendre ce qui se passe avec la vie sur notre planète et saisir les expériences sensorielles en pleine nature. En pleine crise de la biodiversité, l’ouïe est devenue un outil clé, et les oiseaux, un véritable thermomètre sonore de la santé des écosystèmes.

Dans ce contexte, un projet pionnier a vu le jour : un banco global de sons d’oiseaux conçu pour écouter la biodiversité de la planète. Derrière cette initiative se cache une vaste équipe internationale dirigée depuis l’Espagne, qui a réussi ce qui semblait autrefois de la science-fiction : rassembler, annoter avec précision et rendre accessibles au public des milliers d’enregistrements de chants et d’appels d’oiseaux de presque tout le monde.

Qu’est-ce que le banco mondial de sons d’oiseaux WABAD

Le World Annotated Bird Acoustic Dataset (WABAD) est le nom complet de cet énorme fichier sonore global. Il s’agit d’un ensemble de données acoustiques d’oiseaux rigoureusement annoté, créé avec un objectif très clair : faciliter le développement d’algorithmes capables d’identifier automatiquement les espèces par leurs chants ou leurs appels, et utiliser ces informations pour surveiller la biodiversité à grande échelle.

Le projet est coordonné par les biologistes espagnols Esther Sebastián-González, du Département d’écologie de l’Université d’Alicante (UA), et Cristian Pérez-Granados, du Centre de science et technologie forestière de Catalogne (CTFC), à Solsona (Lleida). Ce qui a commencé comme l’idée d’un petit groupe de spécialistes s’est transformé en un réseau scientifique international ayant plus d’un centaine de chercheurs de 29 pays impliqués dans la collecte et l’annotation de données.

Ce banco public recueille des enregistrements de près de 1.200 types d’oiseaux provenant des cinq continents. Ainsi, il ne s’agit pas d’une collection locale ou partielle, mais d’un véritable archive global intégrant des paysages sonores d’environnements très variés : forêts tropicales, zones humides côtières, prairies, montagnes méditerranéennes, zones agricoles ou forêts asiatiques, entre autres.

L’idée sous-jacente est aussi simple que puissante : si nous savons quels oiseaux chantent à un endroit et à quel moment, nous pouvons en déduire comment cet écosystème évolue dans le temps. Et si nous sommes capables d’entraîner des intelligences artificielles à reconnaître ces chants automatiquement, alors nous pouvons surveiller de vastes étendues de la planète sans avoir besoin d’ornithologues patrouillant en permanence.

En définitive, WABAD se présente comme une infrastructure scientifique critique pour écouter l’état de la biodiversité, générer des données fiables et soutenir la prise de décisions en matière de conservation et de gestion environnementale à la fois au niveau local et global.

Un archive sonore global : chiffres et portée du projet

Une des grandes forces de WABAD réside dans la magnétude et la diversité de son contenu. Il ne s’agit pas simplement de rassembler des audios isolés, mais de construire un portrait sonore très détaillé de l’avifaune mondiale. L’ensemble de données inclut actuellement :

• 5.047 minutes de fichiers audio analysés et annotés.
• Plus de 90.000 étiquettes de vocalisations d’oiseaux, chacune associée à une espèce et à un moment précis de l’enregistrement.
• 1.192 espèces d’oiseaux enregistrées, approchant le total des près de 1.200 mentionnées dans les descriptions générales du projet.
• 72 habitats distincts répartis dans le monde entier, allant des forêts tempérées aux forêts tropicales, en passant par les marais, les maquis méditerranéens ou les paysages ruraux.

Ces données proviennent d’un large éventail de pays. On y trouve des territoires aussi variés que le Vietnam, Taïwan, la Nouvelle-Calédonie, la Guinée-Bissau, le Guatemala, la Chine, Chypre, l’Ukraine, le Costa Rica, l’Argentine, le Burkina Faso, la République Dominicaine, la Nouvelle-Zélande, la Pologne, la Suède, le Cameroun, l’Écosse, le Canada, les États-Unis, l’Ouganda, l’Allemagne, la France, la Grèce, le Mexique, la Colombie, le Brésil, l’Indonésie et, bien sûr, l’Espagne.

Si l’on analyse le volume d’informations par continents, L’Europe arrive en tête avec 1.722 minutes d’enregistrements, soit environ un tiers du total. Suivent les pays ibéro-américains avec 939 minutes, L’Amérique du Nord avec 858, l’Asie avec 831, L’Afrique avec 408 et L’Océanie avec 289 minutes. Cette distribution reflète à la fois où le travail a été le plus intensif jusqu’à présent et les régions ayant un potentiel d’accroissement dans les phases futures du projet.

La valeur de WABAD ne réside pas seulement dans la quantité de minutes collectées, mais aussi dans la qualité et la précision des annotations. Chaque vocalisation est marquée avec la seconde exacte où l’oiseau émet son chant ou son appel, fournissant un niveau de détail exceptionnel. Cette annotation au niveau de la seconde permet de constituer des ensembles d’entraînement très précis pour les algorithmes d’intelligence artificielle, capables d’apprendre à distinguer les espèces même lorsque des sons multiples se chevauchent ou en cas de bruit de fond environnemental, y compris la pollution acoustique.

Grâce à cette combinaison d’amplitude géographique, de variété d’habitats et d’annotations précises, WABAD se positionne parmi les bases de données acoustiques d’oiseaux les plus complètes et robustes développées à ce jour, devenant ainsi un pilier pour la bioacoustique et l’écologie du paysage sonore.

Comment les enregistrements d’oiseaux sont-ils collectés et annotés

Pour alimenter ce banco global, il ne suffit pas de sortir sur le terrain avec un enregistreur pour capturer quelques trilles. La méthodologie repose sur l’utilisation de dispositifs d’enregistrement automatiques installés en pleine nature, qui restent en place pendant des semaines voire des mois pour capter tout ce qui résonne autour d’eux.

Ces enregistreurs acoustiques sont camouflés dans le milieu naturel, fixés à des arbres, des poteaux ou d’autres structures discrètes, et sont programmés pour enregistrer à des moments précis ou de façon continue, selon l’objectif du prélèvement. De cette manière, on obtient des paysages sonores authentiques, avec les voix des oiseaux mélangées au bruit du vent, aux insectes, aux mammifères et aux activités humaines éloignées.

Une fois que les dispositifs sont récupérés, commence la phase la plus laborieuse : écouter, identifier et annoter les vocalisations. Des équipes d’experts analysent les audios et marquent à quelle seconde chaque espèce chante, ajoutant une étiquette correspondante. Dans de nombreux cas, ils travaillent avec des spectrogrammes (représentations visuelles du son) pour mieux localiser et différencier les chants dans des enregistrements denses.

Ce travail minutieux génère des milliers d’enregistrements étiquetés avec une précision temporelle très fine. Chaque annotation indique non seulement quelle espèce vocalise, mais aussi à quel moment exact de l’enregistrement elle apparaît, ce qui est fondamental pour entraîner des algorithmes à apprendre à reconnaître des motifs sonores complexes.

De plus, les données sont intégrées avec des informations contextuelles sur l’habitat et la localisation de l’enregistrement, permettant aux scientifiques d’associer certains paysages sonores à des types concrets d’écosystèmes ou de niveaux de perturbation humaine. Ce contexte enrichit considérablement le potentiel d’utilisation de ce banco de sons, car il permet d’étudier comment les communautés d’oiseaux changent en fonction de l’environnement.

L’Espagne sur la carte sonore mondiale : Doñana, El Hondo et plus

L’Espagne joue un rôle central dans ce projet, non seulement en raison du leadership scientifique, mais aussi grâce à la variété des écosystèmes nationaux inclus dans WABAD. Dans la péninsule ibérique, des lieux emblématiques pour la conservation des oiseaux ont été sélectionnés, offrant une grande richesse de chants et d’espèces.

Parmi les sites espagnols représentés dans la base de données figurent le Parc National de Doñana, l’un des zones humides les plus importantes d’Europe, et le site d’El Hondo à Alicante, un autre espace clé pour les oiseaux aquatiques et migrateurs. On trouve également Solsona (Lleida), avec ses masses forestières et ses efforts de reforestation, Zarzalejo (Madrid), des zones de Navarre, la région de Tierra de Pinares (Valladolid), Villena et Ontígola (Tolède), entre autres paysages ruraux et forestiers.

Dans le cas de la péninsule, les données montrent que les espèces les plus « écoutées » sont le pinson des arbres et le merle noir, deux oiseaux très répandus et familiers à quiconque a flâné dans un parc ou une forêt en Espagne. Leurs chants se répètent inlassablement dans les enregistrements, les plaçant en tête du classement des vocalisations collectées.

À leurs côtés, d’autres oiseaux comme le rouge-gorge, l’oiseau d’orée et le rossignol accumulent également un nombre considérable d’enregistrements. Il est étonnant que parmi les vingt espèces les plus vocalisées se trouvent aussi des oiseaux hawaïens comme le ‘apanane, le ‘amakihi et le ‘iwi, ce qui témoigne de la dimension véritablement mondiale du projet, où cohabitent des espèces européennes, américaines, asiatiques et du Pacifique dans une même base de données.

Le rôle de la recherche espagnole dans ce paysage sonore mondial est particulièrement significatif. La coordination depuis l’Université d’Alicante et le CTFC, associée à la participation de nombreux groupes nationaux, place l’Espagne en position de référence dans le domaine de la bioacoustique appliquée, démontrant que des projets de pointe se développent également ici à l’échelle mondiale.

De l’observation avec des jumelles à l’écoute avec des algorithmes

Depuis des décennies, le suivi des oiseaux repose presque toujours sur des dénombrements visuels et auditifs réalisés par des personnes. Des équipes d’ornithologues parcouraient des parcours établis, notaient les espèces vues ou entendues, et répétaient ce travail année après année. Bien que cette approche ait généré des informations précieuses, elle présente plusieurs limitantes : elle prend beaucoup de temps, nécessite un personnel très spécialisé et est difficile à étendre à de grandes surfaces ou sur des périodes de suivi longues.

L’arrivée de la bioacoustique automatisée change complètement la donne. Au lieu de dépendre uniquement d’observateurs humains, on peut désormais déployer des capteurs qui « écoutent » l’environnement de manière continue et envoient les données à des systèmes informatiques. C’est ici que WABAD s’inscrit comme un élément clé : il fournit le matériel nécessaire aux algorithmes pour apprendre à reconnaître les oiseaux par leurs sons.

Grâce aux milliers d’étiquettes de vocalisations, les spécialistes en science des données peuvent entraîner des modèles d’intelligence artificielle capables de distinguer des motifs sonores, d’identifier des espèces dans des enregistrements bruyants et de quantifier leur présence au fil du temps. Ces modèles ne se contentent pas de dire « ici chante un merle », mais ils permettent également de mesurer à quelle fréquence cette espèce apparaît dans une zone précise ou comment son activité varie à différentes périodes de l’année.

En pratique, ce saut technologique signifie que les écosystèmes peuvent être surveillés beaucoup plus fréquemment, précisément et à moindre coût. Un ensemble de capteurs dispersés dans un parc naturel peut générer une sorte de « radiographie sonore en temps réel », indiquant quelles espèces sont présentes, lesquelles diminuent, lesquelles apparaissent soudainement ou reviennent après une restauration environnementale.

De plus, cette approche algorithmique présente un autre avantage : elle réduit la nécessité d’une présence humaine constante sur le terrain. Comme le souligne Esther Sebastián-González elle-même, les systèmes automatiques permettent d’éviter qu’une personne doive passer des heures à compter des oiseaux, puisque l’algorithme identifie les espèces et facilite la connaissance du nombre d’espèces différentes détectées à un endroit et dans une période donnés.

Les oiseaux comme bioindicateurs : ce que leurs chants nous racontent

Les oiseaux sont considérés depuis longtemps comme de très bons bioindicateurs de l’état des écosystèmes. Leur présence, leur abondance ou leur disparition peuvent refléter des changements dans la structure de l’habitat, la qualité de l’air, la disponibilité de la nourriture, la pollution acoustique et même les effets du changement climatique.

Écouter leurs chants équivaut, d’une certaine manière, à écouter la santé de l’environnement. Lorsque un paysage sonore s’enrichit d’une plus grande diversité d’espèces et de différents types de vocalisations, cela indique généralement un écosystème fonctionnel et relativement bien conservé. À l’inverse, lorsque l’environnement se dégrade et que les enregistrements se réduisent à quelques espèces généralistes ou très tolérantes à la perturbation, cela signifie souvent qu’il y a un problème.

La possibilité de comparer des paysages sonores avant et après une intervention environnementale est l’une des applications les plus intéressantes de ce banco de sons. Par exemple, après une restauration écologique dans une zone humide dégradée ou dans une forêt brûlée, analyser la façon dont la diversité des chants change peut offrir des indices précoces sur la récupération du système, bien avant que le changement ne soit visible à l’œil nu.

Cette approche a un potentiel énorme pour évaluer l’efficacité des politiques environnementales et des projets de conservation. Les administrations publiques, les gestionnaires de parcs nationaux ou les responsables de sites protégés peuvent s’appuyer sur les informations acoustiques pour prendre des décisions plus éclairées, prioriser des actions ou détecter des problèmes à temps.

À cela s’ajoute que la surveillance acoustique est une technique non invasive. Il n’est pas nécessaire de capturer ni de manipuler les animaux, cela ne modifie pas significativement leur comportement et permet de couvrir de grandes zones avec un impact minimal sur la faune. À une époque où la perte de biodiversité s’accélère, disposer d’outils de suivi qui n’ajoutent pas de pression supplémentaire sur les écosystèmes est particulièrement précieux.

Ensemble, le banco mondial de sons d’oiseaux se consolide comme un outil essentiel tant pour la communauté scientifique que pour ceux qui gèrent le territoire. Il permet d’étudier la biodiversité à partir de l’ouïe, d’améliorer les systèmes automatiques d’identification et de rapprocher la société d’une idée puissante : que la planète peut être protégée aussi en écoutant comment elle chante, comment elle se tait et comment sa symphonie de voix change au rythme de nos actions.