Les chercheurs utilisent l’imagerie satellitaire et l’intelligence artificielle pour cartographier l’activité humaine en mer avec plus de précision que jamais. Les travaux ont mis au jour une multitude d’activités industrielles jusqu’alors inconnues, allant des opérations de pêche douteuses à l’explosion du développement énergétique offshore.
Les cartes sont publiées aujourd'hui dans la revue Nature. Une étude menée par Global Fishing Watch, une organisation à but non lucratif soutenue par Google, montre que jusqu'à trois quarts des navires de pêche industrielle dans le monde ne sont pas publiquement suivis. Jusqu’à 30 % des navires de transport maritime et énergétique ne sont pas non plus suivis publiquement.
Les chercheurs affirment que ces angles morts pourraient entraver les efforts de conservation dans le monde entier. Pour mieux protéger les océans et les pêcheries du monde, les décideurs politiques doivent mieux comprendre où les gens exploitent les ressources offshore.
Selon le Cadre mondial de Kunming-Montréal pour la biodiversité adopté l’année dernière, presque tous les pays de la planète se sont mis d’accord sur un objectif commun consistant à protéger 30 % des terres et des eaux de la planète d’ici 2030. La question est donc de savoir quels 30 % devrions-nous protéger ? "Sans cette carte, vous ne pouvez pas discuter de l'endroit où se trouvent les activités de pêche, où se trouvent les plates-formes pétrolières", a déclaré David Kroodsma, co-auteur de l'article Nature et directeur de la recherche et de l'innovation chez Global Fisheries Watch.
Jusqu’à présent, Global Fisheries Watch et d’autres organisations s’appuyaient principalement sur les systèmes automatiques d’identification maritime (AIS) pour comprendre ce qui se passe en mer. Le système peut suivre les navires transportant des boîtiers émetteurs radio, et les données ont été utilisées dans le passé pour documenter la surpêche et le travail forcé à bord des navires. Malgré cela, le système présente des limites importantes. Les exigences relatives au transport de l'AIS varient selon le pays et le type de navire. Et lorsque quelqu’un veut éviter d’être détecté ou naviguer quelque part avec un signal faible, il peut facilement éteindre la box.
Pour combler les lacunes, Kroodsma et ses collègues ont analysé 2 000 téraoctets d'images fournies par la constellation de satellites Sentinel-1 de l'Agence spatiale européenne. Sentinel-1 utilise des instruments radar avancés pour observer la surface de la Terre au lieu de prendre des images optiques traditionnelles (comme prendre des photos avec un appareil photo). Le radar peut pénétrer les nuages et « voir » dans l’obscurité – il peut détecter une activité offshore qui manque à l’AIS.
Étant donné que 2 000 To de données représentent une quantité assez volumineuse, les chercheurs ont développé trois modèles d'apprentissage profond pour classer chaque navire détecté, estimer sa taille et classer différents types d'infrastructures offshore. Ils ont surveillé environ 15 % des océans de la planète, où se déroule 75 % de l'activité industrielle, en étudiant les mouvements des navires et le développement de structures offshore fixes telles que les plates-formes pétrolières et les éoliennes entre 2017 et 2021.
L'activité de pêche a diminué au début de la pandémie de COVID-19 en 2020, mais ils ont constaté un trafic maritime intense dans les zones du système de suivi public qui « avaient auparavant peu d'activité de navires », en particulier en Asie du Sud et du Sud-Est et le long des côtes nord et ouest de l'Afrique.
Les données montrent également un boom du développement énergétique offshore. D’ici fin 2020, il y aura plus d’éoliennes que de structures pétrolières. L’année suivante, les turbines représentaient 48 % de toutes les infrastructures marines, tandis que les structures pétrolières en représentaient 38 %.
Presque tout le développement éolien offshore a lieu au large des côtes de l’Europe du Nord et de la Chine. Dans le nord-est des États-Unis, les opposants aux énergies propres ont tenté de lier faussement la mort des baleines au développement futur de l’énergie éolienne offshore, malgré les preuves selon lesquelles les collisions avec des navires constituent le problème.
Il y a plus de navires autour des structures pétrolières que d’éoliennes. Les pétroliers sont parfois utilisés pour transporter le pétrole vers le rivage comme alternative aux pipelines. Sur les cinq années étudiées, le nombre de structures pétrolières a augmenté de 16 %. D’ici 2021, l’exploitation pétrolière offshore entraînera cinq fois plus de trafic maritime mondial que les éoliennes. "Le volume réel du trafic maritime provoqué par les éoliennes dans le monde est minime par rapport aux autres trafics", a déclaré Klozma.
Sur la carte du monde, les cercles bleus indiquent la localisation des infrastructures éoliennes offshore, principalement en Europe et en Chine. Le cercle jaune indique l'emplacement de la plateforme pétrolière. Les cercles violets indiquent l'emplacement des « autres structures ».
Lorsqu'on lui demande si de telles recherches seraient possibles sans l'intelligence artificielle, « la réponse courte est non, je ne le pense pas », a répondu Fernando Paolo, auteur principal de l'étude et ingénieur en apprentissage automatique chez Global Fisheries Watch. "L'apprentissage profond permet de découvrir des modèles dans des quantités massives de données."
Un autre article publié aujourd'hui dans Nature passe en revue les recherches de Paolo et Kroodsma, affirmant qu'en tant que logiciel open source pour le traitement des images satellite mondiales, le nouvel outil d'apprentissage automatique « démocratise l'accès aux données et aux outils, permettant aux chercheurs, analystes et décideurs politiques des pays à faible revenu de profiter de la technologie de suivi à faible coût ». L'article a été rédigé par Konstantin Klemmer, chercheur postdoctoral chez Microsoft, et Esther Rolf, professeur adjoint à l'Université du Colorado à Boulder.
Ces avancées technologiques constituent une base importante pour documenter les changements rapides de l’activité maritime à un moment critique où les pays tentent de freiner le changement climatique et de protéger la biodiversité avant qu’il ne soit trop tard. "La raison pour laquelle c'est important est que [la mer] est de plus en plus peuplée, de plus en plus utilisée, et tout d'un coup, vous devez décider comment gérer cet immense bien commun mondial. Cela ne peut pas être le Far West. C'est ainsi que cela s'est passé historiquement", a déclaré Crozma.