En région Occitanie, l’intelligence artificielle au service de la biodiversité et de l’aménagement durable

En quoi consiste concrètement votre projet et quels en sont les principaux objectifs ?

Ce que nous voulons, avec la plateforme numérique Gaïa Predict, c’est mettre la technologie d’aujourd’hui au service du vivant. Car oui, l’intelligence artificielle ou l'imagerie satellite peuvent nous aider à mieux connaître la nature. Le nom du projet est assez évocateur. "Gaïa" désigne la Terre, les équilibres naturels, que nous cherchons à préserver. "Predict", c’est notre capacité à anticiper afin de ne plus subir l’érosion du vivant.

Nous sommes en train de construire une base de données publique sur la biodiversité régionale avec un niveau de précision jamais atteint. L’IA permet d’aller au-delà du simple repérage de la présence d’espèces sur le territoire. Grâce à cette technologie, il est désormais possible de simuler leurs comportements, modéliser leurs déplacements, croiser ces données avec la cartographie existante. Face au dérèglement climatique, les habitats se déplacent, certaines espèces disparaissent, d’autres apparaissent ailleurs. Gaïa Predict nous permet de suivre ces dynamiques avec un peu d’avance.

Cette connaissance sera mise à disposition des chercheurs, des collectivités, des aménageurs ou des décideurs publics. Il s’agit de leur proposer un outil pour les orienter vers des choix d’aménagements durables. En amont d’un projet, des informations sur un corridor écologique, ou sur un impact sur un habitat peuvent être décisives pour adapter un chantier, avant qu’il ne soit trop tard.

Par ailleurs, Gaïa Predict jouera un rôle clé dans l’élaboration d’ici 2028 du futur Schéma Régional de Cohérence Écologique (SRCE). Le SRCE, pour le dire simplement, c’est notre feuille de route écologique à l’échelle de la Région. Ce schéma définit les équilibres à préserver (forêts, rivières, zones humides ou terres agricoles) afin de rendre les territoires plus résilients face aux crises à venir comme la sécheresse, les inondations ou les feux de forêt.

Comment le sujet s’est-il imposé à l’agenda de votre collectivité ? (Irritants, problématique, besoin, nouvelle obligation légale…)

L’Occitanie se situe à la croisée de quatre zones biogéographiques (Pyrénées, Massif central, plaine et littoral). C’est le lieu de vie unique de certaines espèces rares, qui ne pourraient pas se développer ailleurs, comme le desman des Pyrénées (petit mammifère), ou la Centaurée de la Clape (fleur).

Ce patrimoine naturel subit des pressions. Le dynamisme de la région attire chaque année de nouveaux habitants, et cette croissance démographique se traduit par de nombreux projets d’aménagement (logements, mobilités, équipements, infrastructures…). Aujourd’hui, notre responsabilité est de concilier l’aménagement du territoire avec la préservation des milieux naturels.

C’est pour répondre à cet enjeu que nous avons d’abord travaillé sur Bioccitanie, un premier portail cartographique conçu pour intégrer les enjeux de biodiversité dès l’amont des projets d’aménagement. Mais cet outil a rapidement montré ses limites. Les données étaient très hétérogènes, parfois même lacunaires. Nous avons décidé d’aller plus loin, en mobilisant les récents progrès technologiques.

Nous souhaitions depuis plusieurs années construire une cartographie plus précise des milieux naturels, ce qui nécessitait des ressources financières. Nous avons donc commencé le projet par la réponse à l’appel d’offres DIAT (Démonstrateurs d’IA frugale au service de la transition écologique des territoires), lancé en 2022 par le ministère de la Transition écologique et de la Cohésion des territoires et le ministère de la Transition énergétique et opéré par la Banque des Territoires, en application de leur feuille de route pour l’intelligence artificielle. C’était le moment opportun pour obtenir les financements dont nous avions besoin. Cette nouvelle plateforme, équipée de telles technologies comme l’intelligence artificielle et l’imagerie spatiale, nous permet de produire des données homogènes, fines, exploitables à grande échelle, y compris à partir de jeux de données incomplets.

Quelles sont les sources d’inspiration que vous avez suivies pour vous faire une idée de ce projet ?

Notre intérêt pour la cartographie des milieux naturels ne date pas d’hier. Des expérimentations à petite échelle avaient déjà été menées auprès de collectivités locales, en lien avec l’Institut national de l'information géographique et forestière (IGN). Le recours à l’intelligence artificielle dans les chaînes de production de l’IGN nous a particulièrement inspirés pour concevoir une approche automatisée de la cartographie écologique.

La collaboration avec l’association OPenIG (Occitanie Pyrénées en Intelligence Géomatique) a participé à cet élan. Cette association, qui pilote une plateforme régionale de services numériques géographiques, a contribué à l'approfondissement de notre connaissance des usages territoriaux de la donnée.

Nous nous sommes également appuyés sur des expérimentations menées à l’échelle départementale, telles que le projet OCSID (Occupation du Sol Interdépartementale) dans les Pyrénées-Orientales et l’Aude. Ce programme, conçu pour décrire précisément les sols de ces territoires, visait à améliorer les politiques d’aménagement urbain, de prévention des risques et de protection de la biodiversité.

Le projet Gaïa Predict s’est aussi nourri d’échanges et de rencontres avec les acteurs du territoire, lors de conférences et de temps de travail avec nos partenaires institutionnels, comme l’Agence Régionale de la Biodiversité. Lors d’un colloque, nous avons par exemple croisé le chemin de Sylvain Moulherat, chercheur en mathématiques et directeur du bureau d’études environnementales TerrOïko. Son expertise a été décisive pour l’intégration du volet prédictif de l’intelligence artificielle au cœur du projet. C’est aussi en échangeant que nous avons entendu parler de l’appel à projets DIAT (Démonstrateurs d’IA frugale au service de la transition écologique des territoires).

Y a-t-il des compétences ou sujets spécifiques à maîtriser avant de se lancer dans ce projet ?

D’abord, une solide maîtrise en gestion de projet. Un bon chef de projet doit savoir assembler une équipe, être en mesure d’anticiper, organiser le travail et avoir de la justesse dans la prise de décision. C’est une personne qui doit disposer d’une grande intelligence relationnelle pour gérer les conflits et faire avancer le projet.

Ensuite, de la curiosité et un “esprit de partage” des connaissances. Il faut savoir faire le pont entre écologie et informatique. D’un côté, il est important d’avoir une connaissance des milieux et des espèces présentes sur le terrain. De l’autre, il faut aussi être en mesure de travailler avec les outils numériques de pointe.

Évidemment, la dimension technique ne peut jamais être entièrement maîtrisée et c’est pour cela qu’il est impératif de composer en réseau avec d’autres acteurs pour avoir accès à plus de ressources. Par exemple, cela implique à l’échelle du numérique de mutualiser les données.

Avez-vous mené une étude en amont du projet pour définir sa faisabilité et/ou son impact ?

Nous n’avons pas mené d’étude en amont. Gaïa Predict s’inscrit dans une lignée d’initiatives de production de connaissances, et de notre première base de données publiques, Bioccitanie. La réponse à l’appel à projet DIAT (Démonstrateurs d’IA frugale au service de la transition écologique des territoires) nous a permis de structurer notre démarche avec notre réseau de partenaires, en prenant en compte les conditions financières.

Comment avez-vous assuré le bon dimensionnement du projet ?

Comme nous souhaitions que Gaïa Predict contribue à la production d’un Schéma Régional de Cohérence Écologique (SRCE), nous sommes dès le début partis de la dimension régionale. Nous avons la volonté de mettre en place une plateforme unique au service de l’ensemble des acteurs de la région. Les plus petites collectivités, grâce à Gaïa Predict, n’auront pas besoin de travailler sur la production de données sur l’environnement.

L’autre dimension du projet est l’échelle temporelle. Nous ambitionnons de mettre à jour nos informations annuellement, ce qui implique d’avoir les ressources économiques nécessaires. Nous avons dû établir un modèle économique viable en mesure de soutenir la plateforme au cours du temps.

Enfin, le projet porte également une dimension responsable. L’intelligence artificielle est réputée pour être hautement consommatrice en énergie, or notre projet vise justement à préserver la biodiversité. Nous nous assurons que notre usage s’inscrive dans la pratique du IT for Green (qui se réfère en français à l’usage du numérique pour réduire l’empreinte écologique, sociale et économique). Le potentiel de l’intelligence artificielle est exercé de manière frugale, c’est-à-dire au service de l’environnement. Cela se matérialise dans la conduite de notre projet avec deux services différents de la Région. Le service des Données et Territoires et le service de Biodiversité et Territoires co-construisent ensemble Gaïa Predict. Ce mode de coopération est peu commun, mais de plus en plus essentiel au sein de l’administration publique.

Comment la collectivité a-t-elle financé ce projet et quelles ont été les aides sollicitées/obtenues ?

Les Fonds Verts de l’Etat : 700 000 euros
Lauréat de l’appel à Projet DIAT (dans le cadre de France2030, et opéré par la Banque des Territoires) : 1 300 000 euros

Quels sont les autres acteurs qui vous ont accompagnés dans la préparation et la réalisation de ce projet ?

TerrOïko, OPenIG (Occitanie Pyrénées en Intelligence Géomatique), CNRS, notamment deux laboratoires qui lui sont rattachés comme le Centre d'Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE) et Data Terra
La Direction régionale de l'Environnement, de l'Aménagement et du Logement (DREAL)
Le Système d'information de l'inventaire du patrimoine naturel (SINP)

Quels conseils donneriez-vous à un élu qui souhaiterait se lancer dans un projet similaire ?

Pour un élu, l’enjeu est de développer la confiance des parties prenantes et des citoyens vis-à-vis de l’intelligence artificielle. Beaucoup se méfient de la technologie et certains craignent que leurs métiers soient remplacés.

Par exemple, les naturalistes, qui font des relevés sur le terrain, ont été, dans un premier temps, sceptiques quant à notre projet. Nous avons dû leur expliquer que l’innovation était au service de la production de la connaissance. Nous leur avons garanti que nous continuerons de financer les structures associatives en dépit de l’usage de l’intelligence artificielle. La confiance est un facteur essentiel pour que l’ensemble des parties prenantes se rallie à votre vision.

En outre, il faut justifier la confiance qui nous est accordée par l’obtention des résultats promis. À titre d’illustration, les ressources investies dans le projet Gaïa Predict doivent produire la connaissance espérée pour que les pouvoirs publics continuent de financer les activités de recherche. Sans entretenir cette relation de confiance, les élus ne peuvent pas ambitionner des projets s’inscrivant dans une longue durée.

Il est important pour un projet comme Gaïa Predict d’être rattachés à des objectifs opérationnels, comme le SRCE (Schéma Régional de Cohérence Écologique). Cet aspect concret nous évite de perdre de vue les objectifs de projet.