plan binoculaire
participatif
esquisse des perspectives
      ateliers permanents
        capteurs locaux, lowcost, ouverts
        analyse libre des données Soufrière
        développement citoyen d'outils de supervision
      participer à l'effort de l'observatoire
        conception d'un réseau bas coût multi-mesures (Pt100, thermocouples, géophones à bande passante augmentée...)
        conception d'un réseau de transmission robuste aux pannes et destructions éventuelles de noeuds
      participer aux réseaux scientifiques citoyens
        la sismo des écoles
      participer à la santé publique
        mesures des retombées de sable du désert

Intro

La Soufrière en questions

expérimentation participative d'analyse de données


Le plan

petite histoire

en détails sur la page framagit

      un thé en linux partie
        un géophysicien et un homme de ménage
        une première scientifique et une découverte dérangeante
        un projet transversal et tentaculaire
        des données massives, pas de modèle physique
        une question universelle...
      lectures, sources et ressources
      un récit parfumé au souffre: genèse d'eVolcan
        radioscopie d'un volcan avec des MUONS
        autopsie tomoélectrique à vif d'une montagne
        un plateau expérimental potentiellement sans lendemain
        appel pour une prise en charge citoyenne
      la balade qui tourne au hackathon
        un lycéen de SI imagine et fabrique une sonde de pitot
        des épissures dans les vapeurs de souffre
        quelques trous pour relever des températures au sol
        du participatif avec un capteur à base d'Arduino
        Un hackathon sur les données "chaudes"...

The Quests

      que cherche t'on ?
          des indicateurs précurseurs
          observer/investiguer/anticiper le mystère
      comprendre les données par des méthodes exogènes
          traitement des sons
          imagerie médicale
          analyse des sociétés et comportements
          analyse statistique cognitive

The Quests

      que cherche t'on ?
        développer localement des outils d'observation
            robotique domestique et éducative
            marinisation et résistance au feu: téflon...
            accompagnement des scientifiques par des drones et caméras IR

l'analyse

what's your Quest... ?
      diversifier les méthodes de recherche d'indicateurs
        ordonner et qualifier les données complexes
        s'abstraire du contexte
        une émergence travaillée au corps avec les ondelettes
        fusionner et étendre les données à la recherche de corrélation, d'écho...
      augmenter la couverture de capteurs
        étendre les points de captures
        varier et augmenter les types d'indicateurs
        superviser une émergence visuelle des "états" apparents du système

étendre la couverture de capteurs

      the quest for material makers
              des capteurs accessibles et modulaires
                peu onéreux et grand public
                des solutions locales et ludiques
                un cycle vertueux expérimentation, exploitation, capitalisation
              un plateau évolutif
                assister l'effort scientifique par un participatif citoyen
                utiliser et développer les savoirs locaux
                exploiter vertueusement la proximité et l'exception
                  du lieux: le dôme
                  des savoirs: les centres de recherche, l'artisanat et l'industrie
                  des gens: une population passionnée, impliquée et imaginative

MUONS, tomographie...

leçon

      principe
        le muon est une particule élémentaire
          "Le muon est un lepton, il appartient à la deuxième famille de particules (la première est celle où il y a l'électron et la troisième où il y a le tau). Les muons sont créés vers 15 km d'altitude là où les rayons cosmiques primaires heurtent les atomes d'azote et d'oxygène. Ces collisions provoquent l'apparition de milliards de particules dont les pions qui se désintègrent en muons. Le rôle du champ magnétique est qu'il dévie la trajectoire des muons de basse énergie" @DG
        le muon a été découvert en 1936 par Carl David Anderson et son équipe
        son utilité pour radiographier de grands volumes de matière est démontrée dès 1970 muographie
Wikipédia: by Beetjedwars
Gerbe de particules créées par l'impact d'une astroparticule avec des particules de l'atmosphère
      une première: des muons remontants

        exception mise en évidence par l'équipe du projet DIAPHANE
          les images étaient curieusement voilées
          des vitesse négatives
        explication de Dominique Gibert :
          "Les muons remontants sont probablement créés dans la partie d'atmosphère située sous le niveau du télescope. On pense que dans le cas de gerbes cosmiques de haute énergie, la cascade hadronique (des protons) générée lors de la collision initiale en altitude descend jusqu'au niveau de le mer et est capable de produire des pions et des kaons qui, à leur tour, produisent des muons en se désintégrant. Ce phénomène n'avait jamais été décrit jusqu'à notre découverte sur les flancs de la Soufrière."

Télescope à muons

en images extraites des articles publiés par l'équipe dirigée par Dominique Gibert

"tri muogramme" du dôme

Schéma de la création des muons

détournement de rayons cosmiques

les particules élémentaires

la matière décortiquée

le secret du téléscope à muons

le scintillateur

rencontre de particules

genèse muonique

tomographie électrique

      principe
        définition du wiki du gouvernement
        ce que j'ai compris de l'histoire du chantier
            grosse affaire et huile de coude à profusion
              environs 10 ans de chantier
              en pleine nature inhospitalière
            processus de mesure:
              déployer un câble de part et d'autre du sommet
              redéployer régulièrement
              le câble est équipé d'électrodes plantées dans le sol
              on injecte un courant avec des caractéristiques identifiables
              l'injection est faite en un point que l'on déplace
              on mesure le courant sur toutes les autres électrodes
            l'exploitation des données: explication corrigée par Dominique
      1 mesures de résistivité sur le terrain (on injecte un courant I et on mesure un potentiel V et on en déduit la résistivité en faisant, en gros, R = V/I)
      2 on construit un modèle éléments finis de la Soufrière et on cherche la conductivité électrique dans chaque voxel du modèle 3D
      3 La recherche de la conductivité est faite de façon itérative en minimisant l'écart entre les mesures (environ 25000) et ce que le modèle prédit.
      4 Ce type de calcul entre dans la catégorie des problèmes inverses non-linéaires. Dans notre cas, le problème est largement sous-déterminé car le nombre de voxels du modèle (= le nombre d'inconnues du problème puisqu'on cherche la conductivité dans chaque voxel) est beaucoup plus grand que le nombre de données disponibles pour contraindre le problème.
      On gros on a plus d'inconnues que d'équations ! Pour arranger ça, on régularise, ce qui revient à coupler des voxels.
      On obtient ainsi une série de coupes...
          On entre alors dans un processus de reconstruction 3d
          à partir de données partielles 2d et d'un modèle physique de répartition des résistivités

      la tomographie (cf wikipédia)

          extraits du supplément de l'article: Volcano electrical tomography unveils edifice collapse hazard linked to hydrothermal system structure and dynamics Marina Rosas-Carbajal 1,* , Jean-Christophe Komorowski 1 , Florence Nicollin 2 , and Dominique Gibert 1,2

vision combinée: architecture et dynamique de la Soufrière

      animation 3d des résultats combinés des tomographies électrique et muonique
      la matière rouge est liquide et ce n'est pas de la lave...

Action

      participer avec l'équipe de Dominique Gibert
        renforcer l'équipe de bénévoles locaux
        initier des micros projets de fabrication alternatives
        faire participer les lycéens et d'autres associations
        exemples:
            adapter diversifier et optimiser les générateurs électriques
            renforcer les communications
            participer au déploiement de la supervision des équipements
            développer des capteurs
      à imaginer
        initier avec Dominique des missions de repérage des zones chaudes
          drônes infra rouge
          réseau de mini capteurs de températures au sol
          capteurs d'ambiance sonore
        compléter les travaux d'information et d'impliquation des randonneurs
          les zones fortement acides et souffrées sont relativement mouvantes
          des indicateurs d'état ou d'activité permettraient au visiteurs d'être alerté
          on attirerait l'attention vers les points chauds
          avec l'objectif citoyen de responsabiliser...

Actions et opportunités

participer à la réflexion

      Avec des questions
          où est la lave: mesures par champ magnétique
            avec un anneau d'un km de diamètre
          interactions hydrologique
            jusqu'où vont les interractions
            dans quels sens, y a t'il un effet retour ou une pression...
          épaisseurs de sol "solide" au sommet
            sur quoi marche t'on là haut ?
            les températures du sol sont elles aussi impactées par l'ensoleillement
            l'acide est t'il réchauffé parfois ?
            quel effet d'infiltration y a t'il, porosité et variation d'humidité du sol
      des chantiers citoyens et scientifiques pour éclairer

fabrication d'un capteur de vitesse des gaz

à voir pour plus de détails la présentation open-elab...
      Idée spontannée de l'été 2016 pour Mathis: la sonde de Pitot
      tout commence par un schéma
      test en basse altitude
      Constat d'échec, on reprend au début: la théorie

sonde de pitot V2 par Mathis

à voir pour plus de détails la présentation open-elab...
      on reprend les capteurs sur la V1
      montage plus ou moins conforme au "tube de pitot"...

atelier d'été sonde de pitot V2

      test en souflerie & direction la Soufrière, test en altitude
      Fumerolle centre du cratère sud (CSC) vitesse calculée depuis le relevé: 200km

atelier d'été sonde de pitot V2

      Fumerolle sud du cratère sud: vitesse sup à 500kmh
les résultats bruts (pressions)...
extrait du workshop IPGP 2016 présenté par Dominique Gibert montrant les résultats de l'analyse des vitesses des fumerolles déduites des températures et confirmées par les mesures faite avec la sonde pitot

atelier numérique

      petite histoire..
        c'est l'étincelle à l'origine de ce projet
            l'idée prend forme dans une discussion sur le volume de données et
            la complexité accrue par l'absence de référentiel fixe connu/prédictible

        comment identifier la dimension (fenêtre & échelle) de l'indicateur/prémisse d'un événement non identifiable pour cause d'absence de catastrophe
      l'action@open-elab débute par
        un partage des données à titre exceptionnel vu que des chercheurs écrivent dessus...
        le partage ouvert des codes de traitement et de présentation matlab
        la publication d'un état quotidien des fumerolles équipées
        mais surtout par une série de maquettes pour appréhender la complexité des données et les outils "classiques" tels que scipy
extrait façon python des données à travailler
# charge le fichier préparé par Dominique Gibert en matlab
fum=sio.loadmat('CS_Fumerolles/MatFiles/CS_Fumerolles__6_2015-07-25_08-20-00_000000.mat')
# clés de l'objet dict
dict_keys([... 'udbfHeader', 'udbfData'])
# extrait de entête injectée par Dominique pour identifier l'origine et la structure des données
array([[ ([[0]], [[1.07]], [[43]], ['UniversalDataBinFile - Gantner Instruments'], [[0]], [[0]], ...
...[[1]], [[14]], [[1e-09]], [[730486]], ['01-Jan-2000'], [[1]], [[2]], [[6, 9]], [[array(['CS_dB'],
array(['CSC_Temp'... array(['°C'],...  [[736170.3472222222]], [[736170.3892245371]], [[3630]], [[array(['DIAPHANE Project'],
# extrait des données
... [0.3228197693824768, 95.659912109375], [0.3074447810649872, 95.66424560546875], [0.3075183629989624, 95.6700439453125], ...
	      
extrait du code matlab écrit de Dominique Gibert
%% Wavelet transform
dilatMin = 4;
nOctave = 2;
nVoiceOctave = 100;
sigma = 8;
tic
cwt1 = cwt(signal,'morlet',dilatMin,nOctave,nVoiceOctave,sigma);
cwt1.x = t;
toc
	    
%% Dessin du module de la transformée en ondelettes
f1 = figure;
screenSize = get(0,'ScreenSize');
set(f1,'Position',[0 0 screenSize(3) screenSize(4)]);
set(gca,'FontSize',fontSize); set(gca,'FontName','Verdana');

subplot(3,1,[1 2])
set(gca,'FontSize',fontSize); set(gca,'FontName','Verdana');
imagesc(t,2*dt*cwt1.dilat,cwt1.modulus)
...
	      
extrait du workshop IPGP 2016 présenté par Dominique Gibert montrant les résultats de l'analyse par "wavelet"
      extrait du code "spike" python
      le secret des timestamp matlab
@gc
def matlabTime2unix(self, matlab_datenum):
    return datetime.fromordinal(int(matlab_datenum)) + timedelta(days=matlab_datenum%1) - timedelta(days = 366)
	      
correction atmosphérique
if champ=='P_STA' and 'atmo' in kwargs['fr']:
    # calcul de correction ebullition/pression atmo
    # methode des moindres carrés:
    # Tebu=a+b*p+c*p*p+d*p*p*p
    if p_sta==[]:
        a_=57.260204
	odata=[]
	xdata=[]
	for t,v in xdatas:
	    v_=float(v)
	    b_=79.37221*0.001*v_
	    c_=-35.5263*0.000001*v_*v_
	    d_=6.695*0.000000001*v_*v_*v_
	    v_ = a_+b_+c_+d_
	    odata.append(v_)
	    xdata.append((t,v_))
	narray=np.array(odata)
	median = np.median(narray)
	etype = np.std(narray)
	  
	if set_median:
	    fi.write('#median:%r\n'%median)
	for t,v in xdata:
	    fi.write('%r:%r\n'%(t,v))
	      
une tentative d'automatisation de l'analyse visuelle des pentes en fenêtre glissante
les courbes du haut tentent par calcul récurcif d'accélération glissante de faire ré-émerger la vision des pentes par l'oeil 
les courbes imbriquées du bas montrent les intervales de fenêtrage et les enveloppes min/max/med
...
c'est pas encore ça
	      

atelier capteurs / arduino

      capteur lowcost, opensource, ludo-éducatif
      répondants aux objectifs
        multiplier les capteurs sur le dôme
        faciliter l'ajout de nouveaux types de mesures
        adapter librement les capteurs au contexte
        devenir autonome et souple sur la gestion et les interractions des équipements
        normaliser et ouvrir les standards et protocoles

      le proto
      schéma de montage électronique du prototype v1 double arduino
capteur de température au sol

prototype

      contraintes/objectifs énoncés
        consommation inférieure à 300mv
        8 thermocouples 12/16 bits
        heure synchronisée sur un système "universel"
        données préservées sur support fixe
        flux de données instantanné
        accès aux données archivées
        enregistrement de données d'environnement interne
        communication wifi 802.11 b/g/n 2.4Ghz
      contraintes d'environnement
        ip64 ref. indice protection
        exposition solaire
        température à forte amplitude de variation
        vent
        instabilité radio/wifi
        instabilité énergétique
      prototype v0 arduino wifi 6 thermocouples
      stockage permanent sur micro SD
      timer
        instabilité mémoire
        limite d'intégration
          6 sur 8 thermocouples (soudure/bus/mémoire)
          manque le gps
          pas d'info sur l'état du système
      prototype v0.1 arduino wifi 10 thermocouples
      stockage permanent sur micro SD
      timer & gps
      second montage soudé plus grand
        instabilité mémoire
        bus ipc limité par les ports dispo à 8
        limite d'intégration
          pas assez de mémoire: début d'éveil
          gps et sd aléatoires
          toujours pas d'info sur l'état du système
      prototype v2.0 arduino wifi 8 thermocouples
      tests de com serie/tcp
      timer & gps
      infos internes: ampérage, humidité, température
      prototype v2.1 double arduino c2i
      montage et mémoire stabilisée apparemment :(
      timer & gsp
      infos internes: ampérage, humidité, température
      arduinos en chaîne de commandement i2c
        arduino de tête
          alimentation communications stockage timestamp gps
          demande un résumé des capteurs au second arduino
        arduino de queue
          boucle permanente de lecture des capteurs
          interruption sur demande d'état
      test radio
      puces radio fragiles mais efficaces à 50m
      test à basse altitude de la V2.1

les questions à notre portée

      carte permanente de l'activité
        thermique périphérique
        sonore
        magnétique

autres questions

      le risque 0 "ou" la vie
      le phénomène naturel
        une bénédiction permamente qui favorise la vie
        une révolution créatrice d'oasis

      quelles sont les transformations possibles et vraisemblables du dôme ?
      quelles moyens d'anticipation et de secours sont imaginables ?
pages à écrire...
      champs de bataille
      (image extraite du workshop IPGP2016 de Dominique)