Как провайдер знает, когда я использую torrent?

1. Детекция торрентов
Для этого операторы связи, как правило, используют одно из решений DPI (Deep Packet Inspection) - железку, которая способна залезть в уровень L7 модели OSI и понять, что же это такое.

Нешифрованные протоколы (HTTP, FTP), и DPI видит и разбирает без проблем.
В случае же торрентов и некоторых стриминг-сервисов приходится использовать эвристику: косвенные признаки, худо-бедно свойственные детектируемому сервису.
Кроме обычных протокола (TCP/UDP), ip-адресов и номеров портов в ход идут:
- типичные последовательности байтов
- численные и временные характеристики трафика (в духе "сначала три пакета по 70 байт, потом пауза 100-350 мс, потом передача со скоростью 100-200 кбит/с")

2. HTTPS
В уровне TLS, начиная с версии 1.1, в последнее время используемого в HTTPS для шифрования, существует расширение SNI (Server Name Indication), в полях которого в открытом виде передаётся доменное имя сайта.
Собственно, там имя сайта оператор подсмотреть и может, хотя полного URL и содержимого страниц, не имея закрытого ключа сайта, он так и не узнает.

смотря внутрь пакета или канала. при создании канала торрент передачи имеются стандартные битовые последовательности, которые точно опредлеяют тип передачи. аналогичные маркеры есть и в utp-пакете.
внутрь https-канала имеют доступ все кто имеет ключи шифрования к нему. В казахстане законодательно прописана возможность государственных структур внедряться в любой https-канал посредством mitm.
Обращение к сайту без содержимого трафика это как ?? так то на сайт за каким-либо содержимым и заходят ??

за 1.5$ купи ru vps, подними vpn и качай торренты

https://github.com/jlund/streisand

Могут ли и в каких случаях могут провайдеры видеть использование торрентов?

Могут во всех случаях с достаточной точностью определить этот факт.

Безопасно ли смотреть на сайтах через https ?

Вполне безопасно, как и через http, ftp и torrent.

В таком случае видно ведь только обращение к сайту без содержимого трафика, верно?

Не факт, но в большинстве случаев так.