Tout savoir sur le monitoring sonore

Détection de maladie en bâtiment d’élevage et bien-être animal ? Comment le monitoring sonore permet de répondre aux enjeux de bien-être animal ? Et surtout, comment cela fonctionne ?

Le monitoring sonore est un terme désignant l’utilisation d’une technologie avancée (dans notre cas, l’intelligence artificielle), et du numérique de manière générale, pour analyser et interpréter les sons.

Chez Adventiel, nous avons développé ce savoir-faire afin de vous aider à surveiller l’état de santé des animaux mais aussi de piloter le fonctionnement de vos bâtiments de manière plus efficiente.

En effet, grâce aux différents dispositifs installés au sein de vos productions, nous vous offrons la possibilité d’être informés en temps réel, d’agir à distance mais aussi de faciliter vos prises de décisions.

Qu’est-ce que l’analyse de son ?

Le monitoring sonore consiste à capter des sons dans un environnement, les surveiller, les enregistrer si nécessaire, puis les analyser pour permettre une interprétation contextuelle dans le but de prendre des décisions éclairées.

L’étude des sons provenant d’organismes vivants se nomme la bioacoustique.

La bioacoustique est un domaine scientifique interdisciplinaire combinant la biologie et l’acoustique. Elle enregistre, stocke et étudie la production, la réception et l’interprétation des sons par les organismes vivants tels que les animaux.

Mais les sons des animaux ne sont pas la seule source de données disponible permettant de surveiller les lots d’animaux à distance ; il existe une multitude de données utiles à la surveillance et au pilotage d’un élevage.

En effet, il serait réducteur de résumer le bien-être animal en élevage aux vocalisations des animaux. De nombreux éléments de sécurité ou de confort (e.g : ventilation) sont également à prendre en compte.

Comment fonctionne l’analyse de son en bâtiment d’élevage ?

1. L’installation du matériel audio pour capter les sons

L’analyse de son est tout d’abord rendue possible grâce à la captation de sons dans un environnement cible. Pour ce faire, nous vous accompagnons dans le choix du matériel, de la configuration à la mise en place des protocoles de collecte de données. Une étape cruciale dans la réussite de votre projet.

C’est pourquoi il est très important de prendre le temps de bien préparer cette étape en amont de la valorisation.

En effet, afin de s’assurer de l’exploitabilité des sons, il vous faut connaître la distance idéale de prise de son, les lieux à couvrir dans les bâtiments, les machines à équiper, le nombre d’animaux ou de lots d’animaux à suivre, leurs caractéristiques spécifiques ou même le niveau d’étanchéité ou de robustesse exigé pour le matériel.

Bien sûr, en tant qu’expert du numérique sur mesure, nos équipes travaillent régulièrement sur des projets spécifiques incluant divers capteurs ou objets connectés (IoT), caméras et micros. Nos consultants sont donc à même de vous conseiller sur le matériel à sélectionner en se basant sur vos prérequis terrains.

2. Le Machine learning pour faire du monitoring sonore

L’analyse sonore est réalisée en temps réel par une intelligence artificielle (IA) spécialisée grâce à un jeu de données annoté par le client. Elle est mise en œuvre grâce à des modèles de machine learning mais aussi d’autres modèles complémentaires qui analysent les sons et les classent selon des catégories spécifiques définies au préalable par un expert métier.

Afin de rendre possible cette automatisation grâce à l’intelligence artificielle, une première action humaine de qualification est nécessaire.

Cette phase de préparation est une étape primordiale pour réussir un projet qui emploie du machine learning.

C’est pourquoi, lors de cette étape, nos équipes travaillent en très étroite collaboration avec les experts métier de nos clients.

Vous souhaitez en savoir plus ? Retrouvez plus d’information dans notre article sur la reconnaissance d’image.

Quels cas d’usage en monitoring sonore en élevage ?

Notre travail en analyse sonore commence en 2019. Ce projet issu du concours interne d’innovation Adventiel a pour ambition la création d’une brique technique de monitoring sonore.

A ses prémisses, le projet alors appelé « Sneezy Protect » a pour but de challenger la conception de cette brique technique dans le cadre d’un cas d’usage en santé animale : la détection précoce de symptômes respiratoires en élevage.

Avec Sneezy Protect, nous souhaitions répondre aux enjeux terrains des filières animales et ainsi aider les clients à suivre, au plus près, l’état sanitaire d’un lot, d’une bande ou d’un troupeau en détectant notamment des sons considérés comme anormaux (éternuements, certains types de toux, cris anormaux).

L’industrialisation, la génération des modèles et le suivi en temps réel ayant été conçus de sorte à être agnostiques du cas d’usage, cette brique est dorénavant utilisable (et utilisée) pour détecter tout type de vocalisation animale mais aussi d’autres types d’évènements sonores tels que les sons mécaniques…

Aujourd’hui, cette brique technique a été personnalisée pour répondre à plusieurs projets concrets déjà en production sur diverses filières animales ; porcines, bovines, avicoles etc…

Ce savoir-faire en monitoring sonore nous permet également d’adresser d’autres secteurs tels que l’industrie alimentaire ou le secteur de l’équipement.

Notre savoir-faire en monitoring sonore couplé à une expertise en reconnaissance d’image, permet notamment à nos clients de mettre en place de l’analyse prédictive. Un savoir-faire utile pour anticiper des pannes moteurs ou anomalie de production par exemple.

Pourquoi avoir recours à l’analyse de son pour le bien-être animal ?

Les animaux comme les humains émettent des sons. Ceci est d’autant plus vrai lorsqu’ils souffrent, sont stressés ou atteints de maladie. Il s’agit de vocalisations caractéristiques d’état physiologiques ou comportementaux interprétables par des éthologues spécialisés. Comme les humains, les reniflements, toux, cris, éternuements sont des signes indicateurs d’anomalies, de maladies mais aussi indicateurs d’un bien-être.

L’utilisation du monitoring sonore en bâtiment d’élevage contribue à favoriser le bien-être animal. En effet, en détectant le plus tôt possibles des évènements symptomatiques de maladies ou d’anomalies des animaux, il est possible de prendre des mesures préventives ou correctives précoces pour les soigner et les protéger. De cette manière, nos clients favorisent les conditions de vie et, in fine, le bien-être de leur élevage tout en se préservant d’impacts économiques négatifs lourds.

Exemple : détecter une augmentation du nombre de toux ou de vocalisations, couplée à un taux d’ammoniac légèrement plus élevé que la normale pourrait permettre de déclencher automatiquement l’intensification de la ventilation en élevage porcin.

Nous permettons ainsi à nos clients de :

• superviser en temps réel les animaux (monitoring)
• d’alerter en cas de dysfonctionnement (alert management)
• agir le plus rapidement possible afin d’éviter des risques sanitaires plus graves encore
• de valoriser des pratiques d’élevage favorisant le bien-être animal

Ainsi, l’utilisation de ces nouvelles technologies permet de réaliser ce que l’on appelle communément aujourd’hui : l’élevage de précision.

« L’élevage de précision est un ensemble de techniques regroupant différents outils numériques innovants : capteurs (mouvements, température), détecteurs (caméras, microphones), technologies de gestion et automates visant un pilotage précis et continu des animaux et des systèmes de production. »

Tristan Viala, Pierre Couronne, Paul Grousset, Jean-Philippe Choisis, Vincent Thénard, Antoine Doré, 2022.

Élevage de précision : Définition. Dictionnaire d’agroécologie. https://doi.org/10.17180/rj54-wn87