Technologie SMART pour le contrôle et la surveillance

Le deuxième bloc intègre une technologie adaptée au contexte local pour améliorer le suivi et la surveillance de la biodiversité. Un équipement téléphonique de base est utilisé avec l'application SMART, un outil innovant qui permet d'enregistrer, d'analyser et de hiérarchiser les données sans avoir besoin d'une connexion internet. Les gardes communautaires sont formés à l'utilisation de cet outil, qui permet de recueillir des informations essentielles sur l'état des populations de guanacos et les menaces telles que le braconnage. Cette approche associe une technologie accessible à un leadership communautaire, ce qui favorise une conservation fondée sur des données probantes et optimise les ressources. La simplicité et l'efficacité de ce bloc font qu'il peut être reproduit dans d'autres territoires disposant de ressources limitées et confrontés à des problèmes de conservation similaires.

En complément de l'évaluation de la biodiversité des vertébrés, l'ADN de l'espèce est réalisé afin d'améliorer le statut de l'espèce. Le système SMART, les pièges photographiques et l'ADN sont intégrés dans le système de suivi participatif intégré de la zone protégée. L'ADN de l'espèce est recueilli à partir de ses fèces. Pour réaliser l'évaluation de la population. Les gardes communautaires collectent les échantillons et sont formés à cette fin.

  • Accessibilité technologique : utilisation d'un équipement téléphonique simple, compatible avec l'application SMART, adapté au contexte rural (https://smartconservationtools.org/en-us/).
  • Formation technique : formation pratique des gardiens de la communauté à l'utilisation efficace de l'outil.
  • Adaptabilité du système : SMART fonctionne sans connexion internet, ce qui est un avantage dans les régions isolées comme Alto Isoso.
  • Collecte de données factuelles : l'application permet de hiérarchiser les actions de conservation sur la base d'informations concrètes.
  • Soutien institutionnel : la Fundación Natura Bolivia fournit des outils et des formations, ce qui facilite la mise en œuvre et la durabilité de cette technologie.

Une technologie accessible, telle que SMART, associée à une formation, permet aux communautés locales de collecter des données précieuses pour la conservation. Les outils adaptés au contexte rural sont efficaces et reproductibles. Le soutien institutionnel est essentiel pour assurer la durabilité et renforcer la prise de décision fondée sur des données probantes, en améliorant la surveillance de la biodiversité.

Racines et sagesse guarani

Cette approche renforce l'identité culturelle, responsabilise les acteurs locaux en tant que gardiens de leur territoire et établit une gouvernance efficace basée sur le respect de l'environnement et des décisions communautaires. Ce modèle est adaptable à d'autres zones protégées où la participation active des communautés locales est essentielle à la durabilité.

Les Guaranis vivent avec la nature depuis des centaines d'années. La surveillance permet de maintenir et de revaloriser les connaissances locales du peuple guarani.

  • Connaissances traditionnelles : l'intégration des connaissances ancestrales des Guaranis aux méthodes de gestion modernes renforce le lien culturel et la compréhension du territoire.
  • Identité culturelle : la fierté de leur héritage guarani motive les communautés à prendre l'initiative de la conservation de leur territoire.

La participation active des communautés et l'intégration des connaissances traditionnelles renforcent la gestion territoriale. Les processus participatifs renforcent l'identité culturelle et garantissent des décisions inclusives. La formation des dirigeants locaux renforce l'autonomie des communautés et démontre que la gouvernance fondée sur les connaissances est essentielle à la durabilité.

L'intelligence spatiale au service de la gestion des incendies de forêt

Ce module fournit l'intelligence spatiale essentielle à PyroSense, permettant une compréhension dynamique du paysage géographique. Son objectif principal est d'identifier les zones à risque d'incendie, de localiser les incidents et de visualiser le déploiement des ressources. Ces informations sont essentielles pour la prise de décisions stratégiques, l'allocation proactive des ressources et la planification des interventions.

PyroSense utilise un système d'information géographique (SIG) robuste pour assurer cette fonction. Le SIG intègre diverses couches de données spatiales, notamment la topographie, la végétation, l'infrastructure, etc. Dans un premier temps, des cartes de risque de base sont créées en analysant les facteurs qui guident l'emplacement des capteurs et des caméras.

Lorsqu'un incendie potentiel est détecté par des capteurs environnementaux ou par l'intelligence artificielle, le système introduit immédiatement les coordonnées précises dans le SIG. Ces données de localisation en temps réel, combinées aux données météorologiques (locales et satellitaires), permettent une évaluation dynamique des risques. Le SIG sert également de tableau de bord opérationnel central, visualisant les positions en temps réel de tous les moyens déployés, y compris les drones et les équipes de première intervention. Cela permet d'optimiser l'affectation et la coordination des ressources. Ces informations essentielles sont ensuite communiquées aux parties prenantes par le biais d'une application web, ce qui permet d'avoir une vision claire de la situation et de prendre des décisions en connaissance de cause.

  • Des données SIG précises et actualisées : L'accès à des données géospatiales actualisées sur la topographie, la végétation et l'historique des incendies est essentiel pour une évaluation fiable des risques.
  • Une plateforme SIG puissante est nécessaire pour intégrer diverses couches de données, effectuer des analyses complexes et exécuter des IA en temps réel.
  • Une expertise est nécessaire pour interpréter les données SIG, valider les modèles et utiliser la plateforme pour la planification stratégique et la gestion des incidents.
  • La connectivité avec les capteurs environnementaux, les flux de drones et les données météorologiques est cruciale pour une cartographie dynamique des risques et un suivi précis des incendies.

La précision et l'utilité de la planification géospatiale sont directement proportionnelles à la qualité et à l'actualité des données SIG sous-jacentes. Il est primordial d'investir dans des cartes et des données environnementales à haute résolution et fréquemment mises à jour. En outre, la possibilité d'intégrer des données de capteurs et de drones en temps réel dans le SIG pour une évaluation dynamique des risques a changé la donne, permettant de passer d'une planification statique à des capacités prédictives.

Les défis initiaux comprenaient l'effort considérable nécessaire pour collecter et numériser des données SIG de base complètes pour de vastes zones éloignées. La normalisation des données entre les différentes sources (par exemple, les diverses agences gouvernementales, les enquêtes locales) a également constitué un obstacle. En outre, le défi technique consistait à s'assurer que la plateforme SIG pouvait gérer la charge de calcul de la fusion de données en temps réel et des simulations complexes de propagation des incendies sans problèmes de latence.

  • Avant le déploiement, consacrez des ressources importantes à l'acquisition et à la normalisation de toutes les données géospatiales pertinentes.
  • Choisir une plateforme SIG capable de s'adapter à l'augmentation des volumes de données et des demandes de calcul.
  • S'assurer que les équipes locales maîtrisent l'utilisation de la plate-forme SIG.
Propagation des plantes : efficacité accrue grâce à des techniques de collecte améliorées

Une fois les plantes collectées, elles sont transférées à notre pépinière de conservation pour être multipliées, ou à notre laboratoire de semences pour les tests de viabilité et le stockage. Nous constatons que ces méthodes sont de plus en plus efficaces, les graines et les boutures fraîchement collectées étant rapidement mises à la disposition de notre personnel. Comme beaucoup de ces plantes individuelles n'étaient pas connues auparavant, ces actions renforcent la diversité génétique des collections ex-situ, offrant un lieu sûr face à la dégradation de l'environnement.

Auparavant, les botanistes devaient escalader les falaises éloignées où se trouvent ces espèces, ce qui rendait les collections de conservation difficiles et longues à collecter et à transférer au personnel de la pépinière pour la propagation. Avec le mécanisme Mamba, les collections sont rapidement collectées et transférées à la pépinière.

Les boutures fraîches et les graines ont un taux de réussite plus élevé.

Collecte par drone : Utilisation d'un bras robotisé basé sur un drone pour collecter des plantes inaccessibles

L'outil Mamba nous permet de collecter du matériel végétal sous forme de graines ou de boutures d'espèces menacées que nous avons identifiées et cartographiées dans le bloc de construction précédent. Cet outil a une portée efficace de plus de 1000 m, ce qui permet de prendre des mesures de gestion même dans les zones les plus inaccessibles.

Le développement de cet outil par des ingénieurs en robotique expérimentés a permis d'accélérer la conservation de nombreuses espèces par le personnel de terrain du National Tropical Botanical Garden et les partenaires du Plant Extinction Prevention Program. Le Mamba est doté d'un système de tête interchangeable qui permet de personnaliser la collecte en fonction de l'espèce ciblée et du type de matériau nécessaire à la conservation. De nombreux composants de ce mécanisme sont imprimés en 3D, ce qui est rentable et flexible pour des processus de développement rapides. Le Mamba est construit avec des composants de drone facilement disponibles, ce qui réduit également le coût et le temps de construction. Le développement de cet outil a été entrepris par des étudiants en doctorat et intègre des solutions matérielles et logicielles de pointe spécialement conçues pour cette application.

Lorsqu'on entreprend un projet de ce type, il est essentiel d'associer le personnel de terrain expérimenté à des ingénieurs en robotique professionnels, car les deux parties fournissent des informations cruciales pour guider à la fois le développement et les considérations de conservation efficace. Il convient de noter que le processus de développement a été itératif, ce qui a permis de tester et de réviser la conception et, en fin de compte, de déployer un outil qui fonctionne bien et qui est très utile.

Enquête par drone : localisation, cartographie et inventaire des populations de plantes isolées

Les drones ont joué un rôle déterminant dans la première étape de l'évaluation de la flore des falaises. En utilisant des drones pour obtenir des points de vue uniques sur ces environnements, nous pouvons maintenant cartographier la distribution et l'abondance des espèces endémiques des falaises en danger critique d'extinction et accélérer leur conservation. Des études sur le terrain ont été menées à Hawaï, dans la République de Palau et à Madère (Portugal), avec des résultats extrêmement positifs.

Avec l'amélioration et le progrès de la technologie des drones, cette méthode d'étude est devenue accessible à un grand nombre de praticiens de la conservation. Les capteurs de caméra à haute résolution permettent d'identifier toute une série de plantes, des grands arbres aux petits organismes herbacés. Grâce à l'augmentation de la capacité des batteries, les pilotes de drones peuvent désormais espérer effectuer jusqu'à 45 minutes d'étude en un seul vol. Les améliorations apportées aux logiciels rendent les drones sûrs et efficaces pour les débutants, ce qui favorise l'adoption de cette technologie par les praticiens de la conservation. Plus important encore, les drones étant devenus plus largement disponibles, les coûts associés ont été réduits, ce qui en fait un outil extraordinaire pour toute une série d'applications.

Les drones sont des outils efficaces pour localiser et inventorier les espèces en danger critique d'extinction, en particulier dans les environnements difficiles d'accès comme les falaises ou les canopées d'arbres. L'évaluation des habitats des falaises sera essentielle pour la conservation des espèces dans ces zones, car les connaissances de base sur la présence des espèces peuvent guider les actions de conservation et aider à établir des priorités en matière de protection des paysages.

Atténuer la perte de biodiversité

La conservation des écosystèmes est essentielle pour freiner le changement climatique et maintenir les services écosystémiques (objectif 11 du cadre stratégique mondial), qui sont étroitement liés à plus de 50 % du PIB mondial. Plus d'un million d'espèces sont menacées d'extinction au cours de ce siècle ; cependant, le choix des zones à conserver est difficile en raison du manque de données existant, qui privilégie les observations dans le Nord de la planète. L'augmentation de la quantité de données sur la biodiversité dans le Sud global est essentielle pour la conservation des espèces menacées, dont la densité est élevée dans les points chauds de la biodiversité dans le Sud global. Les amphibiens sont idéaux pour l'identification acoustique en raison de la diversité de leurs vocalisations et sont des indicateurs cruciaux des écosystèmes(Estes-Zumpf et al., 2022), avec plus de 40 % des espèces menacées d'extinction(Cañas et al., 2023). L'augmentation des données étiquetées pour les plus de 7 000 espèces d'amphibiens dans le monde permettrait d'améliorer les efforts de conservation et de réduire les lacunes en matière de connaissances dans les écosystèmes vulnérables. En utilisant une plateforme de science citoyenne pour contribuer à l'atténuation de la perte de biodiversité, nous aidons à établir une gestion environnementale locale de ces habitats critiques (GBF Target 20).

D'autres applications citoyennes ont montré le potentiel de la science citoyenne pour atténuer la perte de biodiversité. eBird, le plus grand projet de science citoyenne lié à la biodiversité, compte 100 millions d'observations d'oiseaux de la part d'utilisateurs du monde entier. Ces observations permettent de "documenter la distribution, l'abondance, l'utilisation de l'habitat et les tendances des oiseaux par le biais de listes d'espèces collectées, dans un cadre scientifique simple".(Sánchez-Clavijo et. al., 2024).

iNaturalist, une autre application de science citoyenne, qui utilise des algorithmes de vision par ordinateur pour l'identification des espèces, s'est également avérée efficace pour atténuer la perte de biodiversité. À ce jour, l'application compte plus de 200 000 000 d'observations, avec 6 millions d'observations par mois, à l'échelle mondiale. Sur iNaturalist, les observations de niveau recherche sont partagées avec le GBIF, qui à son tour utilise ces connaissances pour les décisions politiques, la recherche et le développement de la communauté(GBIF, 2023).

Actuellement, notre application identifie 71 espèces de grenouilles et de crapauds dans le monde. Bien que nombre d'entre elles soient identifiées comme peu préoccupantes (LC) par l'UICN, nous avons une espèce en danger de l'UICN, la grenouille du sud(Ranoidea raniformis). Ce manque d'espèces menacées souligne la nécessité pour divers praticiens de participer à la surveillance écologique bioacoustique. L'augmentation du nombre de données sur les espèces vulnérables peut permettre d'éclairer les décisions politiques grâce à des informations fondées sur des données. Les communautés locales et les peuples autochtones seront un atout majeur pour augmenter le nombre d'espèces incluses dans l'application, car leurs connaissances locales nous permettent de suivre des espèces dans des régions éloignées.

  • Combler les lacunes en matière de données : obtenir davantage de données de la part des scientifiques citoyens, en particulier des communautés locales et des peuples autochtones.
  • Permettre la gestion de l'environnement : accessibilité à un ensemble diversifié d'utilisateurs.

Notre objectif initial était de réduire les lacunes en matière de données dans l'hémisphère Sud. Cependant, il s'est avéré difficile d'accéder à suffisamment d'appels d'espèces rares, cryptiques et menacées dans le Sud pour entraîner notre modèle. Par conséquent, pour améliorer les performances du modèle, nous nous sommes intéressés au plus grand nombre d'espèces possible dans le monde entier. L'engagement des utilisateurs dans le monde entier conduira à un plus grand nombre d'enregistrements dans des régions pauvres en données comme le Sud, ce qui nous permettra d'entraîner à nouveau notre modèle à l'avenir avec davantage de données sur les espèces menacées, rares et cryptiques.

Cet engagement des utilisateurs s'inscrit parfaitement dans le cadre de plusieurs objectifs, dont le plus évident est l'objectif 20 du Fonds mondial pour la biodiversité : renforcer le développement des capacités, le transfert de technologies et la coopération scientifique et technique en faveur de la biodiversité. Mais d'autres objectifs sont essentiels dans ce bloc de construction : en augmentant les points de données, nous serons en mesure d'identifier les espèces exotiques envahissantes, ce qui correspond à l'objectif 6 du FBG, ainsi que de protéger les espèces sauvages du commerce illégal, en cachant leur emplacement aux utilisateurs. Cela est conforme à l'objectif 5 du FBG, qui vise à"assurer une récolte et un commerce durables, sûrs et légaux des espèces sauvages".

Surveillance technologique de la faune et de la flore

Ce module met l'accent sur le rôle transformateur de la technologie dans la surveillance des populations d'animaux sauvages et de leurs habitats, en particulier les jaguars. En tant que prédateurs au sommet, les jaguars sont des indicateurs clés de la santé des écosystèmes ; il est essentiel de comprendre leurs mouvements et l'utilisation de leur habitat pour assurer une conservation efficace. À l'aide d'outils tels que les pièges photographiques, les drones et la télédétection, nous recueillons des données à haute résolution sur les comportements des jaguars et les modifications de leur habitat. Des pièges photographiques stratégiquement positionnés fournissent des informations en temps réel sur les mouvements, la reproduction et les conflits, ce qui permet une gestion adaptative et des réponses rapides.

Combinées à l'imagerie satellite, ces technologies offrent une vision globale des conditions de l'habitat, en suivant les changements d'utilisation des terres, la couverture végétale et les menaces telles que le braconnage. Les données sont transmises par des réseaux mobiles et satellitaires à une plateforme centralisée, ce qui permet une analyse rapide et des actions de conservation coordonnées. Le programme intègre la science citoyenne en formant les membres des communautés locales à la collecte et à la communication des données, ce qui favorise l'appropriation et le renforcement des capacités locales. Les déchets électroniques générés par les équipements sont gérés de manière responsable par le biais d'un recyclage certifié. Cette approche participative, axée sur la technologie, renforce les résultats de la conservation et la durabilité à long terme.

L'accès à une technologie fiable et à un financement durable pour les équipements tels que les pièges photographiques, les drones et les ordinateurs portables est essentiel. Le soutien financier peut provenir de subventions gouvernementales, d'ONG et de partenariats avec le secteur privé. Les collaborations avec les établissements universitaires et les entreprises technologiques sont essentielles pour assurer la formation à la collecte et à l'analyse des données, ainsi qu'à l'utilisation des outils. L'implication des universités locales favorise les opportunités de recherche et renforce la base de connaissances sur la conservation des jaguars.

Des partenariats solides avec les autorités responsables de la faune et de la flore garantissent que les données éclairent les stratégies de gestion locales, tandis que des protocoles clairs pour le partage des données garantissent une utilisation éthique. La gestion responsable des déchets électroniques, par le biais de programmes de recyclage, est également essentielle à l'intégrité de l'environnement. L'ensemble de ces facteurs permet d'établir un système solide pour une surveillance efficace de la faune et de la flore grâce à la technologie.

La promotion de la gestion locale par le biais d'un suivi participatif améliore la précision des données et cultive la responsabilité de la communauté en matière de conservation. L'engagement direct crée un climat de confiance entre les praticiens et les communautés, ce qui favorise la transparence et le soutien à long terme des efforts de conservation. La formation à l'utilisation des technologies permet non seulement d'acquérir des compétences précieuses, mais aussi de créer des emplois dans les domaines de la protection des espèces sauvages, de l'éducation à l'environnement et de l'écotourisme.

Nous avons appris que la combinaison des technologies de pointe et de l'engagement communautaire est une approche prometteuse de la conservation : elle fait le lien entre la collecte de données scientifiques et les connaissances locales, ce qui permet de prendre des décisions opportunes et éclairées qui atténuent les conflits entre l'homme et la faune et favorisent la connectivité des habitats. Il est essentiel de garantir un financement durable, une gestion responsable des déchets électroniques et un renforcement continu des capacités pour maintenir l'efficacité des programmes au fil du temps.

Développement d'une nouvelle génération d'étiquettes pour animaux et de concepts pour une intelligence numérique en essaim dans les réseaux d'appareils

Pour atteindre l'objectif de l'initiative GAIA, qui est de développer et de mettre en pratique un système d'alerte précoce de haute technologie pour les changements environnementaux, une nouvelle génération d'étiquettes pour animaux est un élément clé. Les équipes de GAIA travaillent sur le développement matériel et logiciel d'étiquettes miniaturisées pour animaux, dotées d'une technologie de capteur à faible consommation d'énergie, d'une caméra et d'un système de traitement d'images. Les balises seront autonomes en énergie, adaptées de manière optimale à l'anatomie des vautours et constitueront la base d'autres caractéristiques technologiques en cours de développement, telles que des intelligences artificielles embarquées pour la détection des comportements et la reconnaissance des images, ainsi qu'un système de communication IoT basé sur des satellites.

En outre, GAIA développe des concepts d'intelligence artificielle distribuée et des réseaux de microprocesseurs - des balises animales qui agissent comme un essaim. Analogue à l'intelligence naturelle en essaim, l'initiative GAIA cartographie l'intelligence numérique en essaim dans un réseau ad hoc de microprocesseurs. Ces réseaux qui se forment spontanément constituent la base de l'analyse distribuée et basée sur les capteurs de grandes quantités de données. En suivant cette voie, il sera possible pour les balises de vautours, par exemple, qui sont présentes au même endroit lors des événements de nourrissage, de se relier et de partager des tâches telles que les analyses d'intelligence artificielle et la transmission de données.

La coopération interdisciplinaire et intersectorielle des partenaires de GAIA est un facteur clé de la réussite de ce projet : Leibniz-IZW a fourni des connaissances biologiques et vétérinaires sur les vautours et des objectifs pour la conception technique des nouvelles étiquettes. Le Fraunhofer IIS a apporté son expertise en matière de matériel, d'électronique et de mécanique à haut rendement énergétique, ainsi que de logiciels pour les unités miniatures. Le Zoo de Berlin a fourni l'environnement et l'accès aux animaux pour faciliter la conception et tester les prototypes à différents stades. Des organisations partenaires en Afrique, telles que l'Uganda Conservation Foundation, ont fourni un environnement pour des tests approfondis sur le terrain des prototypes de balises.

Après plusieurs années de conception et de développement, des prototypes du nouveau système de marquage ont été testés dans la nature en Ouganda en novembre 2024. Des vautours à dos blanc sauvages ont été équipés de prototypes appelés "étiquettes de collecte de données" (DCT) qui présentaient de nombreuses innovations (mais pas toutes) de l'étiquette GAIA. Les balises ont été relâchées après 14 jours par les vautours et collectées à l'aide de signaux GPS et VHF, ce qui a permis un examen approfondi des performances matérielles et logicielles ainsi qu'une évaluation des données collectées. Ces analyses contribueront grandement à la poursuite du développement du système.

Renforcer les communautés par des moyens de subsistance durables et un accès équitable à la justice économique et environnementale

La corruption dans le secteur forestier continue de saper les droits et les moyens de subsistance des communautés locales et autochtones. En institutionnalisant l'utilisation de ForestLink, nous donnons aux communautés locales les moyens d'agir au-delà de l'application de la loi - le système s'est avéré essentiel pour lutter contre cette corruption, en permettant aux communautés de documenter les violations des droits fonciers et les activités illégales, de défendre leurs territoires et de garantir l'accès à la justice, tout en assurant des opportunités économiques durables liées aux ressources forestières.

ForestLink soutient les activités économiques durables et jette les bases du paiement des services environnementaux en renforçant l'autonomie des communautés et la gestion des ressources naturelles. Grâce à des partenariats avec des organisations locales compétentes en matière de plaidoyer juridique et d'entreprise durable, les communautés sont aidées à développer des moyens de subsistance alignés sur la protection des forêts. Parmi les facteurs clés, citons la compréhension des pratiques économiques actuelles, la garantie d'un soutien financier pour les actions en justice et l'engagement dans une action parallèle de défense des droits fonciers.

En gérant et en défendant activement leurs terres, les communautés renforcent leur autonomie et contribuent à un développement local à long terme. Les données collectées grâce à l'outil jouent également un rôle crucial dans le soutien de l'accès à la justice - en fournissant des preuves pour les actions légales et non légales lorsque les communautés sont confrontées à des violations des droits de l'homme ou à des crimes contre l'environnement.

  • Il est essentiel de comprendre les activités économiques actuelles des communautés
  • Des moyens financiers sont nécessaires pour soutenir les processus juridiques et administratifs.
  • Le partenariat avec des organisations locales spécialisées dans la défense des droits et les activités économiques durables renforce l'impact de l'action.
  • Un travail de plaidoyer parallèle pour garantir les droits fonciers individuels et collectifs est essentiel.
  • La sensibilisation aux activités économiques durables doit impliquer tous les groupes communautaires, avec des efforts ciblés pour les femmes et les filles.
  • Un personnel formé dans les domaines de la justice, du droit et de l'économie durable est essentiel à la réussite.