Les satellites contribuent à assurer l’avenir des oiseaux des milieux agricoles européens en voie de disparition

La biodiversité des milieux agricoles joue un rôle crucial dans la préservation d’écosystèmes sains et de paysages agricoles productifs. Pourtant, dans toute l’Europe, les oiseaux des milieux agricoles, indicateurs clés de la santé de l’environnement, ont connu un déclin brutal à mesure de l’intensification de l’agriculture.

En survolant les champs du Brandebourg, dans l’est de l’Allemagne, deux satellites accomplissent un travail que même une armée d’ornithologues ne pourrait jamais réaliser. À intervalles de quelques jours, les satellites Sentinel-2 de l’Union européenne capturent des images haute résolution de millions de terres agricoles à travers l’Europe, permettant ainsi de dresser un tableau constamment mis à jour des paysages du continent.

Le Dr Annett Frick, responsable du département de télédétection au sein du cabinet allemand de conseil spécialisé dans l’environnement LUP, a consacré ces trois dernières années à transformer ce flux de données en un outil concret au service de la conservation.

Dans le cadre du projet BirdWatch, financé par l’Union et géré par l’Agence de l’Union européenne pour le programme spatial, elle et ses collègues ont mis au point un système qui utilise les observations satellitaires et l’intelligence artificielle pour évaluer l’adéquation des habitats agricoles aux besoins des oiseaux et identifier les zones où les mesures de conservation sont susceptibles d’avoir la plus grande incidence.

Le déclin des populations d’oiseaux

Il y a urgence. Selon le programme paneuropéen de surveillance des oiseaux communs, les populations d’oiseaux communs en Europe ont diminué de 19 % depuis 1980. Pour les espèces des milieux agricoles telles que les bruants jaunes, les hirondelles et les tourterelles des bois, le déclin atteint 58 %.

Ces pertes sont le résultat de plusieurs décennies d’intensification agricole. Les paysages, autrefois riches en haies, prairies, bosquets et fleurs sauvages, ont progressivement cédé la place à de vastes étendues de monocultures, laissant ainsi moins d’espace à la faune pour s’épanouir.

Selon le Dr Frick, le déclin des oiseaux des milieux agricoles est un signal d’alarme indiquant que de nombreux paysages agricoles ne fonctionnent plus comme des écosystèmes sains.

Elle explique que de nombreux oiseaux des milieux agricoles sont considérés comme des espèces parapluie. Leur présence ou leur absence peut en dire long sur l’état général d’un écosystème. Si les conditions sont favorables à ces oiseaux, elles le sont souvent aussi pour de nombreuses autres espèces végétales et animales.

Cela revêt une importance non seulement pour la préservation de la faune, mais aussi pour les êtres humains. Des écosystèmes sains contribuent à préserver la fertilité des sols, favorisent la présence de pollinisateurs, régulent le cycle de l’eau et offrent une protection naturelle contre les nuisibles et les maladies.

«Pour garantir la stabilité et la sécurité alimentaires, il faut des écosystèmes stables et résilients, notamment face au changement climatique, aux nuisibles et aux maladies des plantes», précise le Dr Frick. «C’est pourquoi il faut des paysages diversifiés et éviter les monocultures.»

La protection de la biodiversité est devenue un objectif central de la politique environnementale européenne. La stratégie de l’UE en faveur de la biodiversité à l’horizon 2030 vise à restaurer les écosystèmes dégradés et à accroître la part de particularités topographiques à haute diversité sur les terres agricoles.

Les directives «Oiseaux» et «Habitats» fournissent le cadre juridique nécessaire à la protection des espèces et des habitats les plus vulnérables d’Europe.

Pour atteindre ces objectifs, il est toutefois nécessaire de disposer d’informations précises sur les zones où la biodiversité est florissante, celles où elle est menacée, et les types d’interventions qui apporteront le plus grand nombre d’avantages.

La précision des satellites

L’initiative BirdWatch, qui s’est achevée en janvier 2026, avait pour objectif d’aider à répondre à ces questions. Les évaluations en matière de conservation s’appuient traditionnellement sur des levés sur le terrain, au cours desquels les chercheurs consignent leurs observations relatives aux espèces sur le terrain. Si ces levés restent indispensables, ils sont souvent chronophages, coûteux et difficiles à mettre en œuvre à grande échelle dans des régions étendues.

«Cela a déjà été fait par le passé, mais pas à l’échelle géographique qui est réellement nécessaire pour faire évoluer les choses», explique le Dr Frick.

L’équipe BirdWatch a combiné les données d’observation de la Terre issues du programme satellitaire Sentinel de l’Union avec des modèles d’adéquation des habitats, afin de dresser un tableau plus complet des paysages agricoles.

Les images satellites ont fourni des informations sur le couvert, les types de cultures et l’utilisation des sols environnants (prairies, forêts et zones urbaines) pour des millions de parcelles. Les chercheurs ont également intégré des informations locales sur l’utilisation des sols fournies par des municipalités et d’autres organisations afin de valider et d’affiner ces données.

Ce système va au-delà de la photographie traditionnelle. Grâce aux observations radar du satellite Sentinel-1, qui survole l’Europe tous les six jours, l’équipe a également pu estimer l’humidité du sol.

«Lorsque le radar balaye des zones riches en eau, le signal qu’il émet permet de reconnaître facilement une surface recouverte d’eau ou des terres particulièrement riches en eau», explique le Dr Bartolomeo Ventura, chercheur en télédétection à Eurac Research, en Italie, et membre de l’équipe BirdWatch.

Associées à l’imagerie optique, ces mesures ont permis aux chercheurs d’élaborer des cartes détaillées illustrant les variations de l’humidité du sol selon les différents types de paysages et d’utilisation des sols.

Les informations ainsi obtenues concernant la couverture végétale, la structure de la végétation, l’utilisation des sols et les conditions d’humidité ont ensuite été associées à des modèles d’habitat pour dix espèces d’oiseaux des milieux agricoles servant d’indicateurs. Ce travail a abouti à une évaluation détaillée des zones où les conditions sont favorables, ou pourraient le devenir, pour chaque espèce.

Optimiser chaque euro

L’équipe BirdWatch ne s’est toutefois pas contentée d’identifier les habitats. La plateforme aborde également une question pratique à laquelle sont confrontés les décideurs politiques, les organisations de protection de la nature et les organismes de financement: où investir des ressources limitées pour obtenir le meilleur rendement écologique possible?

Pour répondre à cette question, les chercheurs ont mis au point un système d’optimisation basé sur l’IA. Les utilisateurs peuvent tester différents scénarios de conservation et différents budgets, ce qui permet à la plateforme d’identifier les mesures les plus susceptibles d’améliorer les habitats des oiseaux.

Parmi les options possibles figurent la plantation de haies et de bandes fleuries, la conversion de terres arables en pâturages et la diversification de la rotation des cultures.

Le système a été testé dans quatre régions pilotes: le Brandebourg en Allemagne, la Flandre en Belgique, la Lituanie et le Tyrol du Sud en Italie.

Dans le Brandebourg, les chercheurs ont comparé différentes stratégies de conservation en se basant sur un budget hypothétique d’un million d’euros. Ils ont tenté de concentrer les investissements sur les zones protégées, en mettant l’accent sur les seules zones protégées désignées par l’Union pour les oiseaux, ou en laissant le système identifier les sites prioritaires dans toute la région.

Ces travaux ont également mis en évidence l’importance des connaissances locales. Bien que les chercheurs aient initialement espéré créer des modèles d’habitat couvrant l’ensemble de l’Europe, ils ont constaté que les conditions régionales étaient tout simplement trop différentes.

«Nous avons remarqué qu’il était vraiment important de disposer de connaissances adaptées à chaque région», explique le Dr Frick. «Un modèle unique ne fonctionne pas vraiment, en particulier pour les modèles d’habitat.»

Cela s’explique, précise-t-elle, par le fait que les conditions d’habitat varient considérablement à travers l’Europe et que les espèces d’oiseaux ont tendance à s’adapter aux conditions locales. En conséquence, des modèles d’habitat à l’échelle du continent pour les différentes espèces ne sont pas suffisamment détaillés. Pour obtenir des résultats pertinents, les espèces ont besoin de modèles différents selon les zones géographiques.

Cibler la biodiversité

À l’heure actuelle, la plateforme BirdWatch est accessible au public et propose des cartes d’adéquation des habitats, ainsi que des scénarios de conservation pour les régions pilotes. Les autorités régionales et les organisations de protection de la nature de toute l’Europe ont déjà manifesté leur intérêt pour l’adaptation de cette approche à leurs propres paysages et espèces.

L’idée est que les travaux menés puissent aider les décideurs politiques à atteindre les objectifs fixés dans le cadre de la stratégie de l’UE en faveur de la biodiversité à l’horizon 2030. Cette stratégie vise à enrayer la perte de biodiversité et à restaurer les écosystèmes dégradés; elle prévoit notamment qu’au moins 10 % des terres agricoles comportent des particularités topographiques à haute diversité.

Le défi est de taille. Dans le Brandebourg, où près de la moitié du territoire est consacrée à l’agriculture, une étude récente a révélé que 94 % des terres agricoles n’atteignaient pas l’objectif de 10 %. La plateforme BirdWatch est conçue pour aider à identifier les zones où les mesures de conservation pourraient avoir le plus d’incidence, afin de permettre aux autorités et aux organismes de financement d’orienter leurs ressources de manière plus efficace.

Pour le Dr Frick, la principale contribution du projet est de démontrer que les technologies modernes d’observation de la Terre peuvent appuyer la planification en matière de biodiversité à une échelle sans précédent.

«Notre plus grande réussite a été de montrer que l’optimisation spatiale fonctionne à grande échelle, sur des millions de parcelles, dans des paysages réels», explique-t-elle. «Il nous est possible de déterminer, pour l’ensemble de l’Allemagne et pour chaque champ, si les conditions sont propices aux oiseaux que nous souhaitons protéger. Et pour la plupart d’entre eux, ce n’est pas le cas à l’heure actuelle.»

Cet article a été initialement publié dans Horizon, le magazine européen de la recherche et de l’innovation.

Les recherches présentées dans cet article ont été financées par le programme Horizon de l’UE.

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