Mycélium 3.0

Suivi environnemental de la Croix Verte, zone en renaturation sur le campus de l'Univeristé de Rennes.
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Le projet Mycélium

Après plusieurs années d’attente, la ligne B du métro de Rennes a enfin été inaugurée en septembre 2022, offrant ainsi une nouvelle solution de transport à environ 85 000 voyageurs quotidiens. Cette initiative a non seulement simplifié la vie des Rennais, mais a également permis de diminuer les déplacements en voiture de 15% dans le centre-ville. Néanmoins, les huit années de travaux n’ont pas été sans impact sur l’environnement, notamment avec l’abattage de 1200 arbres. Afin de compenser ces dommages et de préserver l’écosystème local, la municipalité de Rennes a pris l’engagement de lancer des projets de renaturation visant à aménager environ 35 hectares au sein de la ville. C’est dans ce contexte que le projet Mycélium a vu le jour en 2021, portant un objectif clairement défini : avoir un suivi de la renaturation de La Croix Verte, un espace végétalisé situé au cœur du campus de Beaulieu.

La croix Verte

Actuellement en renaturation, cet espace vert offre une place à la nature au cœur du campus de Beaulieu. L'objectif principal de cette zone est de faire remonter l'eau souterraine vers trois points d'eau en surface. Ainsi, l'étude de ces points d'eau est essentielle.

L'Equipe

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CHEREL

Valentin

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LE GOASTELLER

Maïwenn

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OUVRARD

PIERRE

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POURCHER

Pierrick

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DERRIEN

Thomas

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LESSIRARD

Léo

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MAUGER

Arthur

Nos partenaires

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INSA RENNES

PARLAVANTZAS Nikolaos

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INRIA Rennes

PAROL-GUARINO Volodia

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OSUR

LONGUEVERGNE Laurent, MOUREAU Julien
(Observatoire des sciences de l'univers de rennes)

Les Capteurs

Une architecture basée sur le FOG Computing
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L'architecture

Nous disposons d'un nœud SoLo, une passerelle LoRaWAN et un cluster de cinq Raspberry Pi.

Le nœud SoLo est dans la Croix-Verte et reste actif pour prendre des mesures sur des grandeurs environnementales. Il envoie ensuite les données à la passerelle via LoRaWAN, par une fréquence configurée.
La passerelle et le cluster se trouvent dans le bâtiment informatique à l'INSA de Rennes.

La passerelle transmet les données au cluster via Ethernet.
Le cluster s'occupe du traitement de données. Les Raspberry Pi communiquent entre eux via Ethernet et avec l'extérieur via réseau WIFI.

Pour les traitements plus couteux en ressources, nous disposons d'un serveur (VPS). Lorsque la charge est trop importante pour le cluster, il délègue la tâche au VPS

Les composants

Cluster de RaspberryPi
Cluster servant à faire tous les traitements associés aux scénarios du projet.
Gateway
Passerelle servant à faire la liaison entre les capteurs et le cluster.
RaspberryPi
Nano-ordinateur monocarte de la taille d'une carte de crédit
Boitier ConnecSenS
Boîtier regroupant plusieurs capteurs (température, humidité, accélération) prenant des mesures et les envoyant à la passerelle.
Pluviometre
Permet de mesurer la pluviométrie du site et d'envoyer les données au cluster.
VPS
VPS permettant de faire des calculs à la place du cluster en cas de surcharge de travail du cluster.
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Les Scenarios
Afin de configurer le nœud SoLo pour le rendre plus autonome et de traiter les données reçues sur le cluster de Raspberry Pi, des scénarios ont été établis. Ils correspondent à des situations météorologiques types, que l'on peut trouver en Bretagne, et qui nécessitent une attention particulière.
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Montée des eaux
En cas d'évolution du niveau de l'eau dans une rivière ou dans un bassin, Mycélium notifie l'utilisateur de l'éventualité d'un débordement
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Luminosité anormale
Se charge de vérifier qu'il y a une diminution de la luminosité en cas de pluies
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Luminosité en fonction de l'heure
Vérifie que la luminosité est cohérente
avec l’heure (luminosité faible la nuit, plus élevée le jour).
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Neige
S’il fait moins de 0°C et qu’il pleut en même temps, Mycélium va avertir qu'il y a un fort risque de neige
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Températures extrêmes
Vérifie si les températures sont extrêmement basses ou extrêmement élevées (inférieur à -10°C ou supérieur à 50°C)
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Températures anormales selon l’historique
Si les températures augmentent ou ne diminuent trop vite (écart de 5°C par rapport à la dernière mesure).
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Vol
En cas de mouvements rapides du capteur, cela pourrait indiquer qu'il a été volé 
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Capteurs endommagés
En cas de données aberrantes, cela peut signifier qu'il y a un dommage sur le capteur. 
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Comparaisons Météo France
Vérifie si les données n’ont pas un écart supérieur à 15°C par rapport à la station météo située à Rennes. Pour cela, nous utilisons l'API gratuite mis à disposition par Météo France.

Caractéristiques

Automatisation
Face à certaines situations anormales, le nœud intelligent sait réagir ; le système enverra également des notifications automatiques aux administrateurs
Conteneurisation
Le système est basé sur la plateforme d'orchestration de conteneurs Kubernetes, qui apporte la portabilité et l'évolutivité.
Visualisation
Grâce à Grafana et InfluxDB, les données peuvent être visualisées de manière universelle, rapide et efficace.
Scalabilité
Le système peut décider de déporter une partie des traîtements du cluster vers le VPS de façon totalement autonome en fonction de la charge de travail.