Résultats du concours XPRIZE Rainforest : l’équipe brésilienne récompensée !

Le XPRIZE Rainforest, l'une des plus grandes initiatives de cartographie de la biodiversité des forêts tropicales du monde, a annoncé le vendredi 15 novembre les gagnants de son concours international. Les épreuves qui se sont déroulées sur cinq ans ont impliqué plus de 300 équipes issues de 70 pays. Les deux premiers prix ont été remportés par des équipes états-uniennes. Le troisième prix a été attribué à la "Brazilian Team" de l’Université de São Paulo, Brésil. Sélectionnée parmi les douze équipes concourant à la demi-finale réalisée à Singapour en 2023, la “Brazilian Team” a  participé à la finale en Amazonie brésilienne durant l’été 2024, aux côtés de cinq autres équipes finalistes.

Lors de la finale, qui s’est déroulée 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.

L'équipe brésilienne a développé des équipements et des technologies impliquant des drones, des réseaux de capteurs, des robots terrestres, des collecteurs de brindilles d'arbres, d'eau, de litière de feuilles et de sol, afin d’analyser l’ADN environnemental, les images et les sons recueillis et en déduire la diversité de la flore et la faune.

En préparation de la compétition, plus de 1000 espèces animales et végétales amazoniennes ont ainsi vu leur ADN séquencé, 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. Le groupe ADN a développé une série de protocoles de biologie moléculaire et de pipelines bioinformatiques déployables sur le terrain. Ces innovations ont permis d'identifier simultanément des centaines d’espèces ou taxons de plantes, vertébrés, et invertébrés à partir seulement de quelques échantillons environnementaux. Deux laboratoires du CNRS et de l'Université Grenoble Alpes sont particulièrement impliqués dans ces développements; 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 chercheuses du LECA.

L’équipe a aussi développé des méthodes innovantes de télédétection pour quantifier le carbone et la biomasse des forêts, ainsi que pour mesurer la diversité des arbres. Des méthodes de capture d’images automatisées s’appuyant sur la planification de vols de drones ont été mises en œuvre. Ces images de haute résolution ont été traités au travers de nouvelles méthodes d’analyses mises en œuvre par l'équipe de Pl@ntNet, composée de chercheurs de laboratoires du CIRAD et de l'INRIA; l’Unité mixte de recherche botAnique et Modélisation de l'Architecture des Plantes et des végétations (AMAP) et le Laboratoire Informatique Robotique et Microélectronique de Montpellier (LIRMM). Ces chercheurs ont adapté leurs algorithmes de deep learning aux besoins spécifiques du concours en matière de reconnaissance des espèces d’Amazonie brésilienne à partir de photographies prises en hauteur, au-dessus de la canopée. Les résultats obtenus ont été partagés auprès des botanistes de l’équipe, afin d’en évaluer la pertinence, pour ensuite permettre de cartographier l’emplacement précis de certaines espèces à enjeux d’arbres dans la forêt.

Au total, l'équipe a documenté 418 taxons (types d'êtres vivants), dont 266 ont été identifiés au niveau de l'espèce. Leurs 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. Le travail de terrain pendant la finale 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.

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.