"Ce tortillon, c’est ce qui nous révèle la présence d'une arénicole", comment compter les vers de sable avec un drone et l'intelligence artificielle ?

Recenser les vers de sable, en combinant l'utilisation du drone et de l'Intelligence Artificielle. C'est la mission d'une équipe de chercheurs du Laboratoire d'océanologie et Géosciences basé à Wimereux, dans le Pas-de-Calais. Un projet intitulé DynAr pour mieux comprendre et mieux gérer l'arénicole, un incroyable animal marin.

Depuis des siècles sur nos plages on prélève le vers de sable, car c’est un appât idéal pour pêcher de nombreuses espèces de poissons. Le ver arénicole se capture à la pelle, à la fourche et depuis les années 2000 à la pompe !

Une technique interdite aux pêcheurs de loisirs, par la Préfecture durant 5 ans sur les plages de la Somme et du Pas de Calais et qui " visait alors à limiter les impacts environnementaux potentiels de cet engin sur les habitats."

Après des années, de pétitions et de manifestations puis d’une ultime concertation publique, la Préfecture a autorisé le retour de cette pompe à vers, en l’associant à un quota : 40 gros vers par personne et par marée.

Une restriction qui limite le prélèvement et qui s’associe à une étude scientifique pour vérifier la densité de la population de ces petits animaux marins. Un travail qui devrait "permettre de mieux connaître le fonctionnement de ces espèces et la dynamique de sa population." Car malgré sa popularité, le ver arénicole reste un "polychète" peu étudié.

C'est pourquoi, ces jours-ci, sur la plage de Wimereux, on rencontre une petite équipe de chercheurs du Laboratoire d'Océanologie et de Géosciences - LOG -. Deux sont penchés sur le sable mouillé et creusent. Le troisième dirige un drone et prend des photos.

"Ce que l’on cherche là, c'est le tortillon qui est ici" nous montre Sébastien Lefebvre, enseignant chercheur, associé au projet DynAr (Arekiss). "Ce tortillon, c’est ce qui nous révèle la présence d'une arénicole, ici en dessous de ce tourillon, c’est l’Arénicola marina, celle que les pêcheurs à pied appellent la rouge. Elle est plus facile pour nous à suivre que la noire, l'Arénicola defodiens qui vit en subtidal, c’est-à-dire toujours sous l'eau, à des profondeurs plus importantes et qui est fatalement moins impactée par la pêche à pied."

Deux espèces de vers reconnus morphologiquement comme deux espèces différentes seulement à partir des années 1990. Des psammivore, c'est-à-dire qu'elles consomment le sable.

"Alors bien sûr, elles ne digèrent pas le sable directement" reconnaît Sébastien, "elles vont consommer les matières organiques contenues dans le sable pour subvenir à leurs besoins. Elles forment une galerie en U sous le sable avec d’un côté un cône d'alimentation et de l’autre côté un tortillon, visible à l’œil nu."

Recenser les vers de sable invisibles et souterrains, mais comment ?

Effectivement, sur le sable à marée basse, des centaines de tortillons, plus ou moins grands. Des traces idéales pour le travail d’Alfredo Fernández, le troisième chercheur. Car avec son drone, il parcourt la plage et prend des photos aériennes.

"Je fais voler le drone à 2 mètres sur le sol pour prendre des photos sur une surface bien limitée d’un kilomètre carré" détaille Alfredo. "Comme chaque tortillon vient d'un ver différent, on peut avoir une idée de combien de vers il y a sur chaque photo et donc sur la plage. Puis je reprends des photos un peu plus basses, jusqu'à un mètre sur le sol pour les plus petits. Puis je vais pouvoir analyser ces photos grâce à un modèle d'Intelligence Artificielle pour avoir une idée très précise de la quantité de vers, de leur taille, de leur croissance."

Après 4 heures de travail sur la plage, direction le laboratoire. La trentaine de vers prélevés sur la plage de Wimereux, seront déposés délicatement au fond des aquariums pour être mesurés, pesés, identifiés puis relâchés.

Pendant que devant son ordinateur, Alfredo Fernández enregistre ses nombreuses photos pour les faire analyser. “Nous avons développé un modèle d'Intelligence Artificielle - une IA - qui reconnaît les tortillons, mesure leur diamètre et les identifie. Ici, un carré en bleu et ici, un autre petit carré en rouge, ce sont les arénicoles qui viennent d'arriver, qui sont tout petits donc leur tortillon ne s'est pas encore formé, parce que la taille de cette arénicole, c'est moins d'un centimètre ou un centimètre et demi-maximum.“

Un outil développé par une entreprise américaine, adaptée par le LOG grâce à un apprentissage profond des données scientifiques dont il dispose.

Objectif : établir une cartographie détaillée des arénicoles sur une grande partie du littoral.

Une technologie au service de la régulation de l'extraction de ces précieux vers.

“Cela va nous permettre, chaque mois, d'avoir une idée très précise de la quantité de tortillons des vers sur une plage, de donner des mesures précises de combien de vers pourront être pêchés, de quelle taille et sur quelle plage…” précise le jeune chercheur.

Un travail de fourmi (!), pour estimer la biomasse d’une population souterraine, invisible mais vitale pour toute la chaîne alimentaire des animaux marins. Car ces vers sont consommés par les poissons et les oiseaux limicoles en plus de nettoyer des mètres cubes de sable.

"On dit que c'est une espèce ingénieure, qui va faciliter la vie d'autres organismes en mélangeant le sédiment, en l'aérant aussi, en faisant des galeries, l'oxygène peut aller un peu plus en profondeur" précise Sébastien Lefebvre.

"Si l'on veut continuer d'exploiter durablement cette ressource, il faut des prélèvements raisonnés pour ne pas empiéter sur le renouvellement de cette population. Notamment, il vaut mieux prélever des adultes qui se sont déjà reproduits. Donc notre idée, c'est de pouvoir par exemple proposer une certaine taille à laquelle on peut prélever les arénicoles, un peu comme pour les moules en fait, on va dire qu'il faut que ce soit 4 cm et une quantité d'individus qui peuvent être prélevés ainsi que des zones, soit sur les plages, soit préserver certaines plages qui peuvent alimenter d'autres plages, etc. De proposer des mesures de gestion, et ce n'est pas nous qui allons les prendre” explique l'enseignant-Chercheur du LOG.

Un travail de recherche en partenariat avec le Parc naturel marin des estuaires picards et de la mer d'Opale et qui ne fait que commencer ...

“Déjà dix ans que le LOG travaille sur les arénicoles" précise Sébastien, " on a mené déjà beaucoup d'études et ce qui caractérise cette nouvelle étude, c'est l'intensité avec laquelle on va pouvoir récolter les données, justement en utilisant un drone. Ça, nous permet vraiment, avec des couvertures de plages qui sont relativement importantes, d'avoir des jeux de données qui sont complets et sans biais, et d'avoir une image réelle de l'état de la population et de sa dynamique en fait. "

A terme, c'est de transférer ce savoir ensuite au Parc naturel marin, y compris l'utilisation du drone et de l'intelligence artificielle

Sébastien Lefebvre, enseignant chercheur du LOG

"L'idée, à terme, c'est de transférer ce savoir ensuite au Parc naturel marin, y compris l'utilisation du drone et de l'intelligence artificielle pour qu'ils continuent eux, ce suivi, et voir si la population reste stable pour adapter les mesures de gestion en fonction de l'état de la population."

Depuis 500 ans, le ver de sable joue un rôle essentiel sur notre littoral. Pêché par les femmes de marins, ces vérotières, infatigables travailleuses de la mer, labourant sans relâche le sable, en quête de ces invertébrés aussi vieux que le monde existe.

Aujourd’hui, la pêcherie traditionnelle a disparu mais ils sont encore une centaine à pratiquer cette pêche en professionnel et des milliers en loisir.

Un petit trésor sous le sable, l'avenir de l'homme

En France, le marché de la pêche de loisir, entre l'achat du matériel, des bateaux et les emplois, c’est 4 milliards d’euros et près de 20 % de l’économie de notre littoral.

L’avenir du ver de sable, un enjeu de taille pour un si petit animal d’importance écologique, économique et culturelle qui pourrait même révolutionner la médecine. Car doté d'une hémoglobine, hors du commun, très oxygénant qui lui permet de tenir sous le sable sans respirer plusieurs heures, il pourrait soigner un grand nombre de maladies.