Un concours de longue haleine
Après 5 années de compétition, la “Brazilian Team”, dirigée par l’Université de São Paulo, dont font partie l’équipe Pl@ntNet (au travers des laboratoires AMAP et du LIRMM), le LECA et le CRBE, s’est distinguée en remportant la troisième place du concours XPRIZE Rainforest. Cette victoire de l’équipe brésilienne s’appuie sur la collaboration avec des équipes de recherche de plusieurs établissements français (CIRAD, INRIA, IRD, CNRS, Université Grenoble Alpes), ainsi que la compagnie Argaly pour développer des technologies de capteurs permettant de collecter des données sur la biodiversité dans les forêts tropicales.
Le XPRIZE Rainforest, l’une des plus grandes initiatives de cartographie de la biodiversité des forêts tropicales du monde, a annoncé vendredi 15 novembre les gagnants de son concours international. Déroulée sur cinq ans et impliquant plus de 300 équipes de 70 pays au départ, les deux premiers prix ont été remportés par des équipes étatsuniennes, et le troisième par une équipe brésilienne, la “Brazilian Team“. Sélectionnée parmi les douze équipes concourant à la demi-finale réalisée à Singapour en 2023, la “Brazilian Team” a ensuite participé à la finale en Amazonie brésilienne en 2024, aux côtés de cinq autres équipes finalistes.
Lors de la finale, qui a eu lieu du 7 au 30 juillet 2024, dans la communauté de Tumbira, au sein de la Réserve de Développement Durable du Rio Negro, les équipes finalistes avaient pour objectif d’inventorier la biodiversité dans une parcelle de 100 hectares de forêt amazonienne, sans qu’aucun humain ne pénètre dans la zone d’étude. Chaque équipe disposait de 24 heures pour collecter des données et échantillons sur la parcelle, et de 48 heures supplémentaires pour produire des informations concernant la flore et la faune qui s’y trouvent.
Des technologies de pointe au service de la biodiversité
L’équipe brésilienne a développé des équipements et des technologies impliquant des drones, des réseaux de capteurs, des robots terrestres, des collecteurs de rameaux végétaux, d’eau, de litière de feuilles et de sol. Cet ensemble de technologies de pointe ont permis d’analyser les images, les sons, l’ADN environnemental recueillis afin d’en déduire la diversité de la flore et la faune.
En préparation de la compétition, l’équipe Pl@ntNet a mis à profit des résultats de recherche obtenus dans le cadre des projets de recherche européens GUARDEN et MAMBO, permettant d’analyser des images haute définition de communautés végétales. Mais elle a aussi permis de mobiliser de vaste corpus de données visuelles pour l’amélioration des capacités de reconnaissances de la flore amazonienne.
Le Groupe ADN de l’équipe a de son côté séquencé plus de 1000 espèces animales et végétales amazoniennes, afin de faciliter l’identification des espèces à partir de l’ADN issus d’échantillons de sol, d’eau ou de litière. Aucune de ces espèces n’avait été séquencée auparavant. Ces innovations ont permis de rapidement identifier des centaines d’espèces de plantes, vertébrés, et invertébrés à partir des données collectées en quelques heures.
Deux laboratoires du CNRS et de l’Université Grenoble Alpes sont particulièrement impliqués dans ces développements sur l’analyse de l’ADN environnemental ; le Centre de Recherche sur la Biodiversité et l’Environnement (CRBE) à Toulouse et le Laboratoire d’Ecologie Alpine (LECA) à Grenoble, ainsi que la société Argaly, une PME dirigée par d’anciennes doctorantes du LECA. Tandis que deux laboratoires montpelliérains (l’unité de botAnique et Modélisation de l’Architecture des Plantes et des végétations (AMAP) ; et le Laboratoire Informatique Robotique et Microélectronique (LIRMM)) en charge de la plateforme Pl@ntNet, l’ont adapté aux besoins du challenge. Ils ont notamment participé à la mise en œuvre des méthodes de capture d’images automatisées s’appuyant sur la planification de vols de drones dans l’objectif de collecter des images de haute résolution. Ces images sont ensuite traitées au travers de nouvelles approches d’analyses visuelles mises en œuvre par Pl@ntNet. En effet, les chercheurs ont adapté leurs algorithmes de Deep Learning aux besoins spécifiques du concours en matière de reconnaissance pour les espèces d’Amazonie brésilienne à partir de photographies prises en hauteur, au-dessus de la canopée. Les résultats obtenus ont ensuite été partagés auprès des botanistes de l’équipe brésilienne, afin d’en évaluer la pertinence, et permettre de cartographier l’emplacement précis de certaines espèces à enjeux d’arbres dans la forêt.
Des résultats d’exception et une vision claire pour l’avenir
Au total, l’équipe a documenté 418 taxons (types d’êtres vivants), dont 266 ont été identifiés au niveau de l’espèce. Par ailleurs, ces résultats comprennent trois espèces potentiellement encore jamais décrites ! Leurs analyses ont également permis de documenter des interactions entre espèces et d’identifier celles qui constituent une ressource fondamentale pour le développement de la bioéconomie forestière et qui fournissent d’autres services écosystémiques précieux.
Pendant la final le travail de terrain a été effectué par 18 membres de la “Brazilian Team” sur 24 heures. Dans les 48 heures suivantes, les autres membres de l’équipe ont collaboré sans relâche pour analyser les données et rédiger le rapport final dans les temps.
Grâce au prix de 500 000 dollars, la “Brazilian Team” prévoit de créer un fond pour la recherche et la formation axées sur la conservation et la restauration de la forêt amazonienne et de la forêt atlantique : les deux principaux écosystèmes forestiers du Brésil. Cette initiative renforcera ainsi l’héritage d’innovation et de conservation du concours XPRIZE.
Contact international : brazilianteam@usp.br
Contacts en France :
Pierre Bonnet (AMAP-CIRAD): pierre.bonnet(at)cirad.fr
Eric Coissac (LECA-UGA): eric.coissac(at)metabarcoding.org
Alexis Joly (LIRMM-INRIA): alexis.joly(at)inria.fr
Lucie Zinger (CRBE-CNRS): lucie(at)zinger.fr
