De la Lune à l’IA : des décennies à compter les oiseaux

Sur une montagne de la Pennsylvanie comme aux abords du fleuve Saint-Laurent, des bénévoles et des chercheurs surveillent chaque année le passage des oiseaux migrateurs. Leurs observations racontent des déclins, des retours, et révèlent peu à peu ce qui se passe dans le ciel, même en pleine nuit.

Je parcours ce sentier au moins quatre fois par mois depuis 32 ans, me raconte Matt Wlasniewski, bâton de marche à la main pour éviter de tomber entre les grosses roches. Nous nous rendons au belvédère nord du refuge d'oiseaux migrateurs de Hawk Mountain, dans l'est de la Pennsylvanie.

Matt est un compteur bénévole. Sa mission est la même que celle de tous les compteurs qui se succèdent ici depuis 1934 : répertorier les oiseaux de passage.

« Je fais partie de cette armée d’observateurs d’oiseaux qui essaient de sauver les espèces. »

Aujourd'hui, c'est une belle journée : les nuages nous donnent un excellent fond pour voir et compter les oiseaux et le vent vient de la bonne direction, dit-il, en installant son équipement sur des rochers à découvert. Le vent lui permet de prévoir de quel côté les oiseaux devraient passer.

C'est la beauté de Hawk Mountain : le belvédère domine les Appalaches de la Pennsylvanie à partir d'une crête rocheuse.

Le travail de Matt ne consiste pas seulement à repérer les oiseaux. Il doit aussi noter les conditions dans lesquelles il les observe. Quelle est la visibilité? À combien de kilomètres peut-on voir? Quel pourcentage du ciel est couvert de nuages? Quelle est la vitesse du vent et d’où vient-il? Et on indique aussi combien de minutes on a passées ici durant l’heure, énumère-t-il.

Cette rigueur permet de comparer ses observations avec celles d’autres personnes qui font leurs propres inventaires, même lorsque les oiseaux se font rares.

Parfois, c’est zéro, dit-il. L’heure a été très tranquille. Parfois, quand les conditions favorisent le passage des petites buses, il peut y avoir des centaines d’oiseaux par heure.

Tout est noté. C’est cette répétition, saison après saison, qui donne aux observations leur valeur scientifique.

Des données qui ont une portée

Le refuge de Hawk Mountain a été créé en 1934, à la suite du déclin de plusieurs espèces qui avait mis en évidence la nécessité de protéger les oiseaux.

Vingt ans auparavant, en 1914, la dernière tourte voyageuse connue, nommée Martha, mourait au Zoo de Cincinnati. Autrefois extrêmement abondante, l'espèce avait disparu sous l'effet de la chasse intensive et de la destruction de son habitat.

La protection des oiseaux commençait à s’organiser à l’échelle du continent.

En 1916, le Canada et les États-Unis avaient signé une convention pour protéger les oiseaux migrateurs et encadrer leur chasse. Toutefois, la convention privilégiait les espèces jugées utiles ou inoffensives pour les humains. D’autres en étaient écartées.

La chasse aux rapaces s’est ainsi poursuivie.

Les oiseaux de proie étaient souvent persécutés, parce que les gens croyaient que les rapaces étaient nocifs pour les écosystèmes, rappelle Jean-François Therrien, un scientifique québécois qui travaille au refuge de Hawk Mountain.

Avec la création du site, les observateurs ont remplacé les chasseurs.

Leurs décomptes ont révélé une autre menace : parmi les pygargues à tête blanche qui passaient au-dessus de la montagne, les jeunes devenaient moins nombreux. Il y avait un déclin marqué chez les jeunes. Le nombre d’adultes demeurait constant, mais le nombre de jeunes, année après année, était en fort déclin, précise le chercheur.

La cause : le DDT. Cet insecticide contaminait la chaîne alimentaire et compromettait la reproduction des pygargues.

En 1962, la biologiste américaine Rachel Carson a alerté le grand public avec son livre Printemps silencieux. Le titre évoque un printemps marqué par le silence des oiseaux, décimés par les pesticides. L’autrice s’appuyait notamment sur les observations de Hawk Mountain pour documenter les difficultés de reproduction du pygargue.

Son livre a contribué à une prise de conscience qui a mené, 10 ans plus tard, à l’interdiction du DDT aux États-Unis. Cette décision, combinée aux protections légales et aux efforts de conservation, a permis au pygargue de se rétablir.

Compter les oiseaux, puis les connaître

Les méthodes de dénombrement utilisées à Hawk Mountain ont inspiré d’autres sites d’observation dans le monde.

La Réserve nationale de faune du Cap-Tourmente, au nord-est de Québec, est un haut lieu de migration, connu notamment pour ses rassemblements d’oies des neiges. C’est aussi le site où le plus d’espèces d’oiseaux sont recensées dans la province.

J'y retrouve Jean-François Therrien, qui dirige aussi la recherche à l’Observatoire d’oiseaux de Tadoussac. Son équipe exploite ici une station de baguage.

La barrière géographique créée par le fleuve Saint-Laurent amène les oiseaux à longer le fleuve du côté nord à l’automne. Et on se retrouve donc sur cette autoroute de migration, explique-t-il.

Des oiseaux sont capturés à l’aide de filets installés à plusieurs endroits de la réserve, puis examinés et bagués avant d’être relâchés. Cette proximité permet de recueillir des renseignements difficiles à obtenir avec des jumelles.

La technique de baguage, c’est pour avoir des données un peu plus précises sur l’âge et le sexe des oiseaux, indique Sarah Delisle, responsable de la station de baguage.

Chaque bague porte un numéro unique qui permettra de reconnaître l’oiseau s’il est capturé de nouveau. Certaines captures donnent ainsi des nouvelles d’un migrateur déjà passé entre les mains de l’équipe.

« Ça traverse le continent. C'est fou qu'une si petite bête puisse être aussi puissante. »

À Cap-Tourmente, près de 10 années de suivi permettent maintenant de voir comment évoluent les populations d’une centaine d’espèces.

Certaines espèces sont en augmentation, certaines espèces sont stables et, malheureusement, certaines sont en déclin, explique Jean-François Therrien. Les oiseaux des milieux champêtres, les hirondelles, les limicoles et certaines parulines figurent parmi celles dont les populations reculent.

On peut justement détecter ces tendances-là dès le moment qu’elles arrivent et on peut ensuite tenter d’élucider les mystères, poursuit le chercheur. Quels sont les raisons et facteurs qui influencent les populations?

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Un reportage de Benoît Livernoche à ce sujet sera présenté à l'émission La semaine verte, diffusée sur ICI TÉLÉ samedi à 17 h (18 h 30 HA).

Suivre les oiseaux dans la nuit

Sur les dunes de Tadoussac, cette fois, le travail de l’Observatoire d’oiseaux se poursuit dans l’obscurité.

À l’automne, chaque jour, du coucher du soleil jusqu'à tard dans la nuit, l’équipe effectue des rondes pour vérifier les filets installés en début de saison. Elle y capture et étudie deux petites chouettes discrètes : la petite nyctale et la nyctale de Tengmalm.

Des haut-parleurs diffusent leurs chants pour les attirer vers les installations.

Comme à Cap-Tourmente, les oiseaux pris dans les filets sont délicatement dégagés, puis examinés et bagués avant d’être relâchés. Depuis 1996, ces suivis permettent de mieux connaître leurs mouvements migratoires.

C’est à ce moment, sur les dunes, que je rencontre André Desrochers, qui utilise, lui, d’autres moyens pour étudier les oiseaux de passage dans l’obscurité.

Les gens ne le savent peut-être pas, mais la grande majorité des oiseaux migrent la nuit, souligne l’ornithologue et professeur de sciences forestières à l'Université Laval, à Québec.

Une lune presque pleine apparaît à l’horizon. André me raconte comment, il y a un siècle, les observateurs se servaient de sa lumière pour compter les oiseaux dans l’obscurité.

Des fois, on entend des cris d’oiseaux, mais on n’a pas d’idée de combien il en passe. La Lune nous permettait donc – littéralement – d’avoir une fenêtre pour voir ce qui se passait, mais toute, toute petite.

Depuis, les chercheurs ont trouvé une façon d’observer ces déplacements à une tout autre échelle : les radars météo. Oui, les mêmes appareils qui permettent de suivre les averses servent aussi à repérer les oiseaux.

Le principe : le radar émet des ondes et capte leur écho lorsqu’elles rencontrent un obstacle. Les gouttes de pluie renvoient une partie du signal, mais les oiseaux aussi.

Quand la nuit tombe, massivement, les oiseaux prennent leur envol au-dessus de la canopée, au-dessus de la forêt, puis au-dessus des obstacles. Donc, ils deviennent détectables par des radars, explique André Desrochers.

Une étude publiée en 2018 par des chercheurs de l'Université Cornell, située à Ithaca, dans l’État de New York, estimait, à partir de données radar, qu’environ 4 milliards d’oiseaux passent du Canada aux États-Unis (Nouvelle fenêtre) chaque automne.

Écouter pour reconnaître les espèces

Si les radars permettent maintenant de mesurer l’ampleur des déplacements, distinguer les espèces qui passent est un autre défi.

Pour y arriver, André Desrochers écoute leurs cris. Il me montre un enregistreur installé sur un poteau. Là, j’enregistre les cris d’oiseaux durant toutes les nuits de la migration, de la mi-juillet jusqu’au début du mois de novembre, décrit-il.

Avec ses collaborateurs, il utilise une quarantaine d’enregistreurs de part et d’autre du fleuve Saint-Laurent. Les appareils continuent leur travail sans qu’un observateur reste sur place. Je vais avoir des centaines et des centaines d’heures d’enregistrement juste pour cet appareil-là, ajoute-t-il.

D’autres systèmes permettent même d’analyser les cris des oiseaux presque en temps réel.

Dans la cour d’un particulier à Tadoussac, André me montre une petite boîte blanche du réseau Motus Audio. Branché sur une prise électrique extérieure et connecté au réseau Wi-Fi du propriétaire, l’appareil transmet automatiquement ses enregistrements pour analyse.

Il pointe vers le ciel, il écoute vraiment tous les cris d’oiseaux puis, à chaque 15 minutes, à peu près, ça part vers le réseau sans fil du propriétaire, puis ça va sur Internet pour être analysé, explique André Desrochers.

Pour analyser ces milliers d’heures d’enregistrement, l’intelligence artificielle change la donne : des logiciels reconnaissent les cris et les associent aux espèces, automatisant une partie du travail d’écoute.

André Desrochers imagine déjà des caméras capables de reconnaître les oiseaux en vol. On pourrait s’imaginer un jour où une caméra va détecter le mouvement dans le ciel, puis elle va zoomer, puis va identifier, avance-t-il.

« On est en train de robotiser littéralement l’ornithologie. »

Et les observateurs de demain?

André Desrochers n’y voit toutefois pas la fin du travail des ornithologues sur le terrain. Si les machines peuvent recueillir et analyser les données, les chercheurs doivent encore imaginer les questions auxquelles ces outils permettront de répondre.

Le plaisir d’observer restera lui aussi. André imagine des ornithologues à côté des machines, toujours présents pour regarder les oiseaux passer. Les deux vont coexister, je pense qu’il y a de la place pour les deux.

À Cap-Tourmente, Sarah Delisle connaît bien ce plaisir. C’est un énorme privilège, c’est incroyable de pouvoir toucher ces oiseaux-là, de les voir d’aussi près, confie-t-elle.

Ces observations permettent aussi de suivre ce qui change dans les milieux où vivent les oiseaux. Les oiseaux sont des espèces indicatrices, ce sont les canaris dans la mine de charbon, qui nous disent ce qui se passe dans leur écosystème, souligne Jean-François Therrien.

À Hawk Mountain, Matt Wlasniewski a été témoin du retour du pygargue à tête blanche. Je me souviens que, dans les années 1980, quand un pygargue passait, les gens se levaient et applaudissaient, raconte-t-il.

Depuis 32 ans, il ajoute ses observations à celles de ses prédécesseurs. Pour lui, compter les oiseaux est une façon de les protéger. Chaque oiseau est important, chaque rapace est important, insiste-t-il. En faisant ça, on fait de notre mieux pour les sauver.