Après avoir étudié comment les cafards prennent des décisions collectives, Cyril Monette , doctorant de 3^e année au laboratoire Mobots de l’EPFL s’intéresse à l’abeille domestique à l’aide de la robotique.

Les abeilles se regroupent naturellement en grappe au cœur de la ruche, à l’intersection des multiples cadres de rayons. Cette configuration en grappe est probablement optimale mais les ruches d’observation actuelles n’étudient qu’un ou deux cadres isolés à la fois.

«La ruche d’observation isolée a été construite de cette manière pour une observation automatisée grâce à des caméras ou une observation directe», explique Cyril Monette qui aimerait proposer un moyen d’étudier le comportement des abeilles en rapport avec les réserves de miel, dans un environnement qui respecte leur instinct de regroupement dans l’espace. «Si nous n’offrons pas un environnement qui permet aux abeilles de se comporter naturellement, les observations ne peuvent qu’approximer le comportement des colonies intactes et fortes.»

Utilisation des propriétés thermiques du miel

Pour supprimer les caméras, l’équipe du Laboratoire Mobots a mis au point un cadre de ruche robotisé thermique sur lequel les abeilles peuvent créer des rayons. Le cadre robotisé se compose de 64 capteurs de température pour mesurer la température dans 10 zones qui peuvent être chauffées séparément. Les abeilles fabriquant des rayons des deux côtés du cadre, cela correspond à 20 zones de rayons par cadre où les abeilles peuvent stocker du miel. Le but est d’abord de localiser les réserves de miel et d’évaluer la quantité de miel dans ces 10 zones au fil du temps, puis d’étudier le comportement des abeilles par rapport à ce stock.

«Nous souhaitons étudier la relation entre le déplacement des abeilles, leur cycle de vie en lien avec la localisation du miel dans la ruche sur la durée. Notre premier défi a été de mesurer avec précision la quantité de miel par zone, en l’absence d’abeilles vivantes, ce que nous avons réussi à réaliser grâce aux propriétés thermiques du miel», précise Cyril Monette.

En effet ses propriétés thermiques font que le miel se réchauffe et se refroidit différemment par rapport à un rayon vide. En envoyant une impulsion de chaleur par incréments de +1, +3 ou +5 degrés Celsius, il est possible de caractériser la réaction thermique d’une zone de rayon remplie de miel et donc d’en déduire la quantité de miel par zone. Le volume de miel est modélisé en fonction des temps de chauffage et de refroidissement associés à une mesure de la dynamique de chauffage. Ces cadres robotisés peuvent être combinés dans une ruche pour cartographier l’ensemble des réserves de miel d’une colonie.

Autres études écologiques

«En associant éthologie et robotique, nous pouvons faire des observations inédites des abeilles dans des conditions presque entièrement naturelles, révélant des comportements jamais observés avec une telle précision. Cela nous permet de remettre en question et d’améliorer les hypothèses sur le comportement des abeilles, tout en apprenant des techniques qui peuvent nous aider à protéger les abeilles», indique Francesco Mondada, qui dirige Mobots. «Notre expertise en matière d’éducation nous permet de partager ces observations avec un public plus large, suscitant ainsi la curiosité pour ces comportements fascinants et méconnus qui illustrent la complexité de la vie des insectes sociaux.»

«Je m’intéresse à l’éthologie des abeilles, comme à la façon dont l’essaim d’abeilles exprime les rythmes circadiens en se dilatant et en se contractant tout au long de la journée», explique Cyril Monette. «Grâce à notre ruche d’observation robotisée, j’espère cartographier les réserves de miel et la démographie des colonies dans le temps, observer le déplacement de l’essaim d’abeilles tout au long de l’hiver et fournir un cadre pour d’autres études écologiques telles que l’étude de l’impact des vagues de chaleur sur les colonies.»