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Automatiser la détection sonore des symptômes respiratoires des volailles

Des microphones permettent de détecter des symptômes respiratoires chez les volailles et de prédire l’apparition de la Bronchite infectieuse.

Installation expérimentale utilisée pour la captation sonore dans les deux salles de Inrae de Nouzilly. Les microphones sont placés au plus proche des animaux.
Installation expérimentale utilisée pour la captation sonore dans les deux salles de Inrae de Nouzilly. Les microphones sont placés au plus proche des animaux.
© PFIE/Inrae

Les sons produits par les volailles apportent des informations sur leur état de santé (symptômes respiratoires) et sur leur bien-être (vocalisations de confort ou de stress).

En complément des observations de l’éleveur, un système de détection automatique de ces sons caractéristiques permettrait de détecter précocement l’apparition de problèmes et de limiter leur propagation par des mesures correctives.

Cela a été un des objectifs du projet EBroilerTrack piloté par l’Itavi, avec l’Inrae, l’université d’acoustique du Mans et l’institut de l’élevage (Idele). Il visait à investiguer les atouts de l’analyse acoustique, comme outil de suivi automatisé du bien-être et de la santé des volailles.

Automatiser la détection sonore des symptômes respiratoires des volailles

 

L’expérimentation a été menée à Nouzilly en Indre-et-Loire, au sein de la plateforme d’infectiologie expérimentale de l’Inrae, avec l’enregistrement de poulets durant la nuit, pour limiter le bruit de fond et les piaillements.

Un groupe de trente poulets Ross 308 infectés par le virus de la Bronchite infectieuse (BI) a été comparé à un groupe indemne.

Le niveau sonore, marqueur plus précoce que les symptômes

L’Itavi et l’Idele ont pu identifier, isoler et caractériser des symptômes respiratoires de la BI à l’aide de descripteurs acoustiques. Après débruitage des bandes sonores, l’équipe a constitué une base de données des signaux sonores identifiés comme des éternuements (278 signatures différentes) ou comme des râles (122 signatures différentes).

L’éternuement est un son court (0,69 seconde) à haute énergie (200 Hz à 5 kHz). À l’inverse, le râle a une durée plus longue (1,09 sec) et une énergie plus faible (100 Hz à 1 kHz) si bien qu’il peut se confondre avec le bruit de fond.

© Itavi

 

Trois jours après l’inoculation du virus, une différence moyenne de 3 décibels est observée entre le groupe infecté et le groupe témoin. Cet écart relatif est nettement discernable à l’oreille puisqu’il équivaut à une intensité sonore multipliée par 2.

Évolution du niveau sonore relatif la nuit en fonction du nombre de jours d’inoculation (J0 = Jour de l’inoculation du virus de la Bronchite Infectieuse)Le niveau sonore augmente avant l’expression des symptômes respiratoires
Évolution du niveau sonore relatif la nuit en fonction du nombre de jours d’inoculation (J0 = Jour de l’inoculation du virus de la Bronchite Infectieuse)Le niveau sonore augmente avant l’expression des symptômes respiratoires
© Itavi

 

Les premiers symptômes de BI ont été observés à J + 3/J + 4 après l’inoculation, tandis qu’une augmentation du niveau relatif d’intensité sonore était observée dès J + 2 après l’infection. Le niveau sonore est resté relativement stable dans la salle témoin.

Détection automatique des éternuements en bonne voie

Le service de statistiques de l’institut de l’élevage a développé un modèle de détection automatique des éternuements et des râles. Malgré une base de données des signaux sonores de référence réduite, le modèle présente une excellente capacité à détecter un animal qui éternue, avec 95 % de bons résultats (c’est la sensibilité).

Quant à la capacité à ne rien détecter lorsqu’il n’y a pas d’éternuement (c’est la spécificité), elle est égale à 80 %. Pour le râle, le modèle est un peu moins performant avec 65 % de sensibilité et 98 % de spécificité, expliqué par une énergie faible.

Disposer de davantage de signaux de référence permettra d’améliorer ces résultats estiment les auteurs. Compte tenu de ces résultats prometteurs, l’étude va se poursuivre dans des élevages commerciaux de poulets.

 

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