GUARDEN : mettre l’intelligence artificielle et les sciences participatives au service de la biodiversité

Le projet européen GUARDEN développe des outils numériques pour mieux observer la biodiversité, anticiper son évolution et intégrer ces connaissances aux décisions d’aménagement. Il mobilise les observations de Pl@ntNet et fait évoluer la plateforme avec de nouveaux services d’inventaire de la végétation et de cartographie des espèces.

Protéger la biodiversité implique souvent de concilier plusieurs objectifs : préserver un habitat tout en développant des infrastructures, produire de l’énergie renouvelable sans fragiliser les écosystèmes, ou permettre l’usage d’un littoral tout en protégeant sa flore et sa faune. Pour prendre ces décisions, les gestionnaires ont besoin d’informations précises, récentes et faciles à interpréter. Or les données disponibles restent parfois incomplètes, dispersées ou difficiles à transformer en actions concrètes.

Financé par le programme Horizon Europe, le projet GUARDEN (safeGUARDing biodivErsity aNd critical ecosystem services across sectors and scales) réunit un consortium international de scientifiques, d’entreprises, de gestionnaires d’espaces naturels et d’autorités publiques. Sa mission est de placer la biodiversité et les services rendus par les écosystèmes au cœur des politiques publiques et des décisions d’aménagement.

De l’observation à la décision

GUARDEN combine des observations naturalistes, des données de sciences participatives, des images satellitaires, des données climatiques et des informations sur les habitats et les interactions entre espèces. L’intelligence artificielle et la modélisation écologique sont ensuite mobilisées pour répondre à des questions concrètes :

 .quelles espèces sont présentes sur un territoire ?

. quelles espèces protégées ou envahissantes nécessitent une attention particulière ?

. quels effets différents projets d’aménagement pourraient-ils avoir ?

. quelles mesures permettraient d’en limiter les impacts ?

Le projet conçoit également des applications d’aide à la décision adaptées aux gestionnaires, aux bureaux d’études et aux autorités publiques : cartes interactives, indicateurs, scénarios d’évolution et outils de participation. Ces solutions sont développées avec leurs futurs utilisateurs, en associant scientifiques, pouvoirs publics, entreprises, associations et citoyens.

Pl@ntNet joue un double rôle dans le projet: 

. une source de données, grâce aux observations botaniques partagées par ses utilisateurs et accessibles à la recherche, notamment à travers le GBIF ;

. une infrastructure scientifique, qui accueille de nouveaux services pour inventorier la végétation et explorer la répartition potentielle des espèces.

Identifier plusieurs plantes sur une même image

Pl@ntNet est historiquement conçu pour identifier une plante à partir de photographies centrées sur un individu. Le suivi écologique répond cependant à un autre besoin : inventorier simultanément toutes les espèces présentes dans une petite surface de végétation, appelée quadrat ou placette.

Ces inventaires sont essentiels pour suivre l’état d’une prairie, d’une dune ou d’un autre habitat naturel. Réalisés manuellement, ils exigent néanmoins beaucoup de temps et une solide expertise botanique. GUARDEN développe donc des méthodes permettant d’analyser des photographies de placettes contenant plusieurs plantes, afin de :

. détecter plusieurs espèces sur une même image ;

. estimer la diversité végétale et la couverture du sol ;

. faciliter la répétition d’inventaires standardisés dans le temps.

Cette approche ne remplace pas l’expertise botanique, mais elle peut accélérer les relevés, augmenter le nombre de sites suivis et mieux documenter les changements de la végétation.

Cartographier la distribution des espèces

GUARDEN développe également, au sein de Pl@ntNet, un outil de cartographie de la distribution des plantes. Celui-ci associe les observations de terrain aux données climatiques, environnementales et satellitaires pour estimer les zones favorables à la présence des espèces.

L’objectif est de produire des cartes pour environ un millier d’espèces en Europe, en donnant la priorité :

. aux espèces concernées par la directive européenne « Habitats » ;

. aux espèces exotiques envahissantes ;

Ces cartes ne signalent pas seulement les lieux où une plante a déjà été observée. Elles proposent une estimation de sa distribution potentielle à partir des relations entre les observations et les caractéristiques du milieu. Elles doivent donc être interprétées comme des prédictions, avec leurs incertitudes, et non comme des inventaires exhaustifs.

Des espèces aux habitats

La composition végétale constitue un bon indicateur d’un habitat : une prairie sèche, une zone humide ou une forêt méditerranéenne accueillent des assemblages d’espèces différents. GUARDEN développe donc des méthodes capables de passer de la prédiction des plantes présentes à la caractérisation des habitats.

Le projet vise notamment à :

. modéliser conjointement la distribution de nombreuses espèces ;

. exploiter les images des satellites Sentinel-2 ;

. cartographier les habitats et des indicateurs de biodiversité ;

Ces travaux renforcent la dimension scientifique de Pl@ntNet : au-delà de l’identification d’une plante, la plateforme contribue à comprendre où vivent les espèces, quelles communautés elles forment et comment elles évoluent.

Une science ouverte et participative

GUARDEN s’inscrit dans une démarche de science ouverte. Les partenaires développent des logiciels et des méthodes réutilisables, adoptent des standards internationaux pour faciliter l’échange des données et diffusent des ressources dans des dépôts ouverts tels que GitHub, Zenodo et le GBIF.

Le projet montre aussi que la participation citoyenne peut dépasser la collecte d’observations. Les citoyens peuvent contribuer à identifier les enjeux locaux, discuter des choix d’aménagement et apporter des connaissances utiles à la gestion des territoires.

Un nouveau rôle pour Pl@ntNet

Avec GUARDEN, Pl@ntNet poursuit son évolution, d’un outil d’identification des plantes vers une infrastructure d’observation et de suivi de la biodiversité végétale. Les avancées du projet permettent d’envisager plusieurs usages complémentaires :

. identifier une plante à partir de photographies ;

. inventorier plusieurs espèces dans une placette ;

. cartographier leur distribution potentielle ;

. caractériser les habitats à partir des communautés végétales ;

. transformer ces informations en indicateurs utiles à la conservation.

En reliant observations citoyennes, intelligence artificielle, écologie et cartographie, GUARDEN contribue à rendre les données sur la biodiversité plus accessibles et directement mobilisables pour l’action.

Période : novembre 2022 – octobre 2025

Programme : Horizon Europe

En savoir plus :

Site du projet GUARDEN (https://guarden.org/) 

Présentation du projet sur CORDIS (https://cordis.europa.eu/project/id/101060693)