Game of Trawls L’intelligence artificielle au service d’une pêche durable au chalut

Mettre l'intelligence artificielle au service de l'amélioration des connaissances et de la sélectivité pour une pêche ciblée, efficace et responsable

Contexte

Les métiers du chalutage font face à une pression sociétale croissante, tantôt sur leurs prises accessoires tantôt sur leurs impacts. De plus, la mise en œuvre de l’Obligation de Débarquement prévue pour janvier 2019 ajoute une pression supplémentaire. Le développement de nouveaux engins de pêche plus sélectifs et moins impactants sur les écosystèmes est actuellement un sujet majeur sur lequel l’Ifremer et plusieurs équipes étrangères travaillent.

Cependant, jusqu’ici la sélectivité et les incidences des engins de pêche ont toujours été abordées de manières passives. En effet, l’échappement des espèces non désirées est un processus dépendant du poisson lui même et de sa volonté à s’échapper de l’engin pêche. De même, aucun navire de pêche ne dispose à ce jour de capteurs lui permettant d’évaluer son incidence sur les écosystèmes ni de la corréler à sa capture.

Le développement de nouvelles techniques permettant aux navires de contrôler de manière active leur sélectivité et leurs incidences sur les écosystèmes est donc une thématique sur laquelle il est primordial d’avancer pour répondre aux attentes sociétales.

Le développement du système de sélectivité active Game of Trawls a débuté localement, en 2019, au Laboratoire de Technologie et Biologie Halieutiques à Ifremer Lorient, en collaboration avec des laboratoires de traitement du signal (Université Bretagne Sud) et des acteurs industriels (Marport, I2S, Kitware, WIPSEA).

Objectifs

Réduire les prises accessoires dans les pêcheries au chalut en utilisant l'intelligence artificielle pour identifier les espèces à partir d'images devant le chalut à l'intérieur du chalut
Surveillance en temps réel des captures
Développer des technologies pour trier les espèces de manière active

Méthodologie

Le chalut est équipé d’un système vidéo intelligent (Corde de dos ou gorget)
Le chalut est équipé d’un modem acoustique bidirectionnel (industriel MARPORT)
Le chalut est équipé d’un dispositif sélectif qui effectue le tri en temps réel en fonction des espèces identifiées par le système vidéo

Dans les deux cas, le système vidéo traite les images en temps réel grâce à une intelligence artificielle programmée pour reconnaitre les espèces ciblées et non ciblées par les pêcheurs. Le modem acoustique informe en continu le pêcheur des espèces qu’il capture dans son chalut.

En cas de forte abondance d’espèces non ciblées, le pêcheur en est informé et peut choisir différentes stratégies :

changer de zone de pêche et arrêter l’opération de pêche
activer le dispositif sélectif manuellement pour trier les poissons sous l’eau
activer le dispositif sélectif en mode automatique, auquel cas c’est l’intelligence artificielle qui pilote directement le dispositif sélectif

Le projet Game of Trawls sur TF1 :

Résultats

Les deux premières phases du projet Game of Trawls (FEAMP 2019-2022 puis 2022-2023) ont permis de démontrer que l’on pouvait instrumenter des chaluts pour les rendre « intelligents ». Les modèles d’intelligence artificielle (IA) présentent d’excellentes performances dans certaines pêcheries, en particulier pélagiques, dans lesquelles elles permettent de distinguer les espèces de poisson avec précision. Les dispositifs de sélectivité active développés peuvent être pilotées par l’IA.

L’intelligence artificielle embarquée permet de traiter jusqu’à 10 images par seconde pour 30W de consommation. À l’usage, le pêcheur devra définir les espèces qu’il souhaite cibler et les espèces qu’il souhaite exclure. Pendant les opérations de pêche, l’interface permettra de suivre les nombres et proportions de captures de chaque espèce en temps réel. A ce jour le dispositif de sélectivité active a été démontré uniquement en bassin en rejouant des vidéos acquises en mer.

Perspectives

Le développement du système est désormais passé au niveau européen, avec le projet Horizon Europe MarineBeacon (coordonné par le Marine Institute, IRL). Les prochaines étapes portent sur la détection des espèces dans des conditions plus difficiles (faible luminosité, forte turbidité) ainsi que sur l’extension à de nouvelles espèces sensibles de la base de données d’apprentissage. L’ergonomie du système, tant la partie embarquée (poids, consommation électrique) que l’interface utilisateur, sera aussi optimisée.

L’objectif opérationnel à l’issue de MarineBeacon est d’avoir un prototype industriel complet du système qui puisse être transférable à la profession. Tous les développements visent à produire un système Game of Trawls qui puisse être utilisé par tout pêcheur professionnel et à un coût qui ne leur soit pas prohibitif.