L'IoT et l'analyse intégrée se combinent pour montrer les effets du changement climatique dans nos jardins

Alors que le climat de la Terre continue de se réchauffer, un nouveau modèle d'événements météorologiques plus fréquents et plus intenses continue de se dérouler dans le monde. Cela a conduit à de plus longues périodes de chaleur et de sécheresse, qui à leur tour ont un impact sur l'environnement qui se fait sentir partout, des forêts tropicales aux champs des agriculteurs et même à nos propres jardins, explique Karel Callens, PDG et co-fondateur, Cumul.io .

Alors que nous avons tous lu, vu des images et regardé des séquences d'actualités sur les changements évidents qui se produisent dans le monde, comprenons-nous vraiment l'impact que les conditions météorologiques changeantes ont également sur nos espaces verts locaux que nous avons visités valeur si élevée, en particulier tout au long d'un verrouillage pandémique prolongé ?

En avril 2021, l'Université d'Anvers a lancé des projets de recherche axés sur les utilisateurs jamais conçus pour comprendre les effets du changement climatique dans les arrière-jardins et les parcs de Flandre, en Belgique. Au cours d'une période de 6 mois, 5 000 citoyens enregistrent et analysent des données provenant de capteurs IoT dans leurs jardins et partagent les informations à l'aide de tableaux de bord intégrés compatibles avec l'analyse.

Le projet s'appelle CurieuzeNeuzen in de Tuin. Ou en anglais, Curious Noses in the Garden.

Jardinage basé sur les données

"La meilleure façon de vraiment comprendre comment les vagues de chaleur et les sécheresses affectent nos communautés est d'étudier les données locales des réseaux à labyrinthe fin", explique Jonas Lembrechts, chercheur postdoctoral en écologie des montagnes et invasions de plantes à l'Université d'Anvers, et la personne scientifiquement responsable de CurieuzeNeuzen.

Il poursuit : « CurieuzeNeuzen consiste à examiner les effets des conditions météorologiques changeantes sur les environnements locaux en capturant les variations dans différentes zones afin que nous puissions suivre l'ensemble de la région et prendre des mesures pour éviter d'autres dommages. Pour ce faire, nous avions besoin de l'aide de notre communauté locale pour accéder à des espaces verts privés et difficiles d'accès.

L'initiative de l'Université d'Anvers et du journal De Standaard, en partenariat avec Rabobank.be, fournisseur de télécommunications Orange, VITO , la société flamande pour l'environnement, le gouvernement flamand, Bio-Planet, iFLUX, DPD, Aquafin , et Cumul.io, a vu le déploiement de milliers de capteurs IoT, connus sous le nom de « Garden Daggers », dans chacun de ses 5 000 jardins de citoyens scientifiques pour tout mesurer, de la température et de l'humidité du sol aux températures de surface et de l'air et l'impact sur la pelouse est plantée.

Dagues de jardin IoT

Les Garden Daggers sont basés sur un capteur TMS-4 existant de TOMST , une société tchèque réputée au sein de la communauté scientifique du microclimat pour ses capteurs très fiables et robustes. La principale différence par rapport à des projets similaires est que les dagues CurieuzeNeuzen se connectent à un réseau Internet des objets Orange 4G spécialement créé pour cartographier les effets locaux des événements météorologiques à grande échelle sur les jardins à travers la Flandre. Avec les anciens capteurs TMS-4, les chercheurs devaient lire les données manuellement avec un câble.

Cela était essentiel au succès d'un projet dépendant de la capacité de collecter et de partager des données en temps réel provenant de capteurs IoT. Sans données en temps réel, la communication serait considérablement entravée car elle reposerait sur la lecture manuelle de capteurs IoT individuels pour obtenir les données enregistrées dans la mémoire de l'appareil.

Les batteries intégrées contenues dans les capteurs TMS-NB ont créé un autre défi pour l'équipe du projet. Les capteurs étaient expédiés de République tchèque et, en raison de la nature de la technologie, ne pouvaient pas être expédiés lorsqu'ils étaient activés. Cela signifiait que les capteurs devaient être activés par les participants après leur arrivée sur le site d'installation. Les participants ont reçu des instructions sur la façon de procéder. Cependant, en cas d'échec de l'activation, une activation d'urgence automatique était prévue 2 à 3 semaines après la date d'installation prévue.

Le réseau IoT à bande étroite 4G permet également de partager des données sans utiliser de batterie. Comme l'explique Gert Pauwels, responsable IoT &M2M &big data &innovation chez Orange Belgium, « L'environnement et la transition énergétique sont une priorité majeure pour nous. Nous rendons le réseau de mesure intelligent, afin que les données soient immédiatement disponibles pour les scientifiques. En clair :nous avons supprimé tout ce dont nous n'avons pas besoin pour laisser un réseau le plus pur et le plus économe en énergie possible. »

Interagir et interagir avec les données

Pour que le projet soit un succès, l'équipe devait trouver un moyen de transformer les métriques brutes des capteurs TMS-NB en données claires et faciles à comprendre pour ses scientifiques citoyens. L'équipe a résolu ce problème en utilisant une plate-forme d'analyse intégrée Cumul.io, qui offre un moyen rapide et facile de créer des tableaux de bord interactifs pour les participants, transformant les données brutes en visuels simples qui peuvent être partagés entre eux.

Les 5 000 scientifiques citoyens de Flandre accèdent désormais à distance et interagissent avec les données de leur jardin via leurs propres tableaux de bord analytiques intégrés. Les tableaux de bord affichent des visualisations telles que la température du sol mesurée la plus élevée et la plus basse, les températures de l'air et l'humidité du sol. En plus de partager ces données avec l'équipe du projet CurieuzeNeuzen, chaque scientifique citoyen peut afficher et analyser les statistiques de son jardin individuel, ainsi que comparer la température et les niveaux d'humidité du sol de son jardin avec d'autres participants et le reste de la communauté via les médias sociaux.

Tout n'a pas été simple. Comme pour tous les projets de cette nature, le micrologiciel a rencontré des bogues logiciels au cours du projet. L'équipe a découvert que les capteurs ne pouvaient être mis à jour que lorsqu'ils étaient connectés à un PC avec un outil logiciel dédié installé, ce qui signifie qu'à l'avenir, le micrologiciel TMS-NB sera mis à jour pour permettre les mises à jour à distance du micrologiciel. De plus, cette même connectivité à distance permettra de modifier les paramètres de mesure du capteur, ce qui le rend beaucoup plus flexible dans son utilisation.

Données pour nous tous

Bien que les premiers jours, dans le court laps de temps depuis le début du projet, les résultats ont contrasté avec l'hypothèse initiale selon laquelle les jardins du centre-ville seraient les plus affectés par les conditions météorologiques changeantes, en raison de la nature bâtie des villes, ce qui emprisonne l'air chaud et créant des « îlots de chaleur urbains ».

Cependant, en raison de la conception de ces jardins du centre-ville, qui sont souvent plus petits et plus ombragés, ils sont naturellement plus frais les jours ensoleillés et donc moins impactés par le temps plus chaud. Ce genre d'information inattendue donne aux citoyens un aperçu clair de la façon dont les conditions de leurs jardins peuvent être à la fois améliorées et détériorées dans ces conditions.

Surtout, le projet a montré que les participants aiment interagir avec des données en temps réel. Par exemple, de nombreux participants utilisent une carte interactive de la Flandre ou partagent leurs propres tableaux de bord sur les réseaux sociaux. Cela a créé un vaste réseau de scientifiques citoyens partageant tous des détails et des idées, permettant au projet d'atteindre un large public à travers la Belgique, y compris de nombreux intéressés par les problèmes liés au changement climatique, et de nombreux jardiniers au nez vert (et curieux) enthousiastes qui veulent pour créer un jardin sain.

Le projet a été un merveilleux exemple de la façon dont la technologie dans ce cas, l'IoT et l'analyse intégrée peuvent se combiner pour montrer que la science des données ne consiste pas seulement à déchiffrer des ensembles de données difficiles à lire et à analyser des bases de données impénétrables. L'accessibilité jouera un rôle clé dans la pleine réalisation de l'impact réel que les données auront dans le monde moderne. CurieuzeNeuzen montre qu'il n'est pas nécessaire d'être un data scientist qualifié pour comprendre et utiliser les données, et dans ce cas, comprendre pleinement les effets immédiats du changement climatique sous notre nez curieux.

L'auteur est Karel Callens, PDG et co-fondateur, Cumul.io .