Un robot québécois à la rescousse des plantes rares d’Hawaii

Des étudiants québécois révolutionnent le monde de la conservation de la biodiversité végétale. Ils ne sont pourtant ni biologistes ni botanistes !

On n’associe pas d’emblée le génie mécanique, encore moins la robotique, à la préservation de la nature. C’est pourtant une combi­naison gagnante, selon une équipe de l’Université de Sherbrooke. Le groupe a conçu un robot volant capable de récolter des spécimens de plantes en voie d’extinction sur des falaises jusqu’alors inaccessibles.

Le Mamba, plateforme suspendue à un drone et munie d’une tête d’échan­tillonnage, peut se déplacer à l’hori­zontale grâce à deux « actionneurs anta­gonistes », c’est-à-dire deux hélices situées face à face qui lui permettent de changer de direction rapidement. Des composants de drone − un contrôleur, un GPS intégré et un modèle dyna­mi­que appelé « filtre de Kalman » − lui permettent aussi de maintenir sa stabilité malgré les perturbations, comme le vent.

L’innovation se situe dans la sus­pension du système sous le drone, alors que d’autres équipes installent plu­tôt un bras robotique directement sur le drone… « La technologie du Mamba ouvre de nouveaux horizons, car on peut entrer en contact avec des surfaces verticales », explique Guillaume Char­ron, doctorant en génie mécanique à l’Université de Sherbrooke et cofon­dateur d’Outreach Robotics, la jeune pousse qui commer­cialise le Mamba.

Si le système a pu être mis au point, c’est un peu grâce à son prédécesseur, le Deleaves, un bras robotique que Guillaume Charron et son partenaire de recherche Hughes La Vigne ont conçu pendant leurs études de maîtrise et qui est maintenant vendu partout dans le monde. Le Deleaves permet de cueillir des branches à la cime des arbres, une caractéristique qui a retenu l’attention du Jardin botanique tropical national d’Hawaii (NTBG) en 2019. « [Le botaniste Ben Nyberg] cherchait une façon de récolter des semences sur les plantes qu’il découvrait en observant les falaises avec son drone. On lui a dit qu’on avait des concepts en tête, mais que ça prendrait du temps. Car les applications en écologie ne sont pas nécessairement celles pour lesquelles il est le plus facile de trouver de l’argent. On ne va pas se le cacher : l’élaboration de nouvelles technologies coûte cher, prend du temps et des ressources », indique Guillaume Charron.

Un appel de propositions de National Geographic pour la conception d’outils destinés à la protection de la biodiversité tombe alors à point nommé. Les cher­cheurs obtiennent le financement et peuvent ainsi plus facilement convaincre d’autres partenaires, comme le gouver­ne­ment du Québec, de participer à l’aventure.

Les Cousteau des falaises

Le moment de vérité survient quand il est enfin possible de se rendre sur l’île de Kauai, après de longs mois de pan­démie, en octobre 2021. La flore unique de l’île compte quelque 250 plantes endémiques, dont 97 % sont considérées comme menacées, en voie de disparition ou disparues.

« Les biologistes, équipés de leurs jumelles, nous pointaient des plantes. Nous étions capables de rapporter un échantillon en 10 minutes ! Ils étaient presque sous le choc de voir à quel point cela fonctionnait bien ! » raconte Guillaume Charron. Auparavant, les spécialistes devaient descendre en rappel le long des parois, une manœuvre dangereuse qui peut prendre des mois de planification.

Un article scientifique publié dans la revue Scientific Reports à l’automne 2022 fait état de la récolte de cinq espèces en danger critique d’extinction, dont deux pour lesquelles seulement une centaine d’individus sont répertoriés − Hibis­cadelphus distans et Polyscias racemosa. Les scientifiques du NTBG les conservent précieusement en pouponnière et tentent de les multiplier pour une éventuelle réintroduction dans la nature.

« C’est intéressant d’avoir la techno­logie comme point de départ et de se demander comment il est possible de l’utiliser dans une perspective de conservation. Jacques-Yves Cousteau est un exemple intéressant à cet égard : il n’aurait pas pu avoir une influence aussi grande s’il n’avait pas mis au point les technologies nécessaires [pour dé­cou­vrir le monde sous-marin, jusque-là peu connu] », observe Alexis Lussier Desbiens, professeur à la Faculté de génie de l’Université de Sherbrooke, en référence à l’équipement de plongée inventé par l’explorateur et océano­graphe français.

L’aventure du Mamba ne fait que commencer : National Geographic financera une deuxième phase du projet pour adapter la tête d’échantillonnage à la récolte de graines plutôt que de plants entiers. On souhaite aussi former les écologistes à son utilisation.

Le monde des technologies et celui de la conservation ont tout intérêt à entrer en dialogue, estime le professeur Lussier Desbiens : « On n’est pas nécessairement habitué à travailler de façon pluridis­ciplinaire. Mais je pense qu’on devrait encourager cela. Et penser à long terme aussi : il faut être capable de se projeter dans 2, 5 ou 10 ans sur le plan technologique pour mieux répondre aux défis de la conservation. »

Ses étudiants rêvent déjà des retombées de leur entreprise Outreach Robotics. « Je souhaite que le Mamba attire assez l’attention et qu’on voie son potentiel pour la découverte d’espèces de plantes. Il pourrait aussi être utilisé pour l’inspection d’installations, de barrages, d’éoliennes par exemple », avance Guillaume Charron. Un outil polyva­lent qui ne demande qu’à prendre son envol !