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Présentation INRAE

L’Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement (INRAE) est un établissement public de recherche rassemblant une communauté de travail de 12 000 personnes, avec 272 unités de recherche, de service et expérimentales, implantées dans 18 centres sur toute la France. INRAE se positionne parmi les tout premiers leaders mondiaux en sciences agricoles et alimentaires, en sciences du végétal et de l’animal. Ses recherches visent à construire des solutions pour des agricultures multi-performantes, une alimentation de qualité et une gestion durable des ressources et des écosystèmes.

Environnement de travail, missions et activités

Contexte :

Les changements climatiques entraînent des modifications importantes du fonctionnement des écosystèmes forestiers, affectant notamment la physiologie, la phénologie et la performance des arbres et des insectes forestiers. Afin de mieux comprendre l’impact du changement climatique sur les écosystèmes forestiers, il est nécessaire de mesurer et comprendre la réponse des organismes forestiers aux variations des conditions environnementales.

Des dispositifs d’observation sylvicoles composés de plusieurs capteurs connectés sont déployés afin de suivre, en temps réel et à distance, les variations de l’environnement et les réponses des arbres et des insectes. À ce stade, ces dispositifs sont des preuves de concept déployées sur des sites pilotes, dont deux dans les Hautes-Alpes. Chaque dispositif comprend un ou plusieurs mélèzes d’Europe (Larix decidua) équipé(s) de plusieurs capteurs connectés.

La mise en œuvre de capteurs connectés permet de répondre à deux enjeux principaux. D’abord, un enjeu scientifique pour garantir la qualité et la fiabilité des mesures produites dans le temps, en assurant notamment la détection précoce d’éventuelles dérives, anomalies ou dysfonctionnements des capteurs dans des sites distants, et ainsi permettre la maintenance et une meilleure réactivité en cours de mesures. La connectivité répond également à un enjeu sociétal, en permettant en temps réel l’accès aux données et la diffusion, qui facilitent l’engagement et la sensibilisation des citoyens sur les effets du changement climatique et les réponses des organismes.

Les différents instruments de mesure utilisés (stations météorologiques, capteurs de microclimat, pièges à insectes, dendromètres, capteurs de phénologie) peuvent provenir de fabricants distincts, transmettre leurs données via différentes technologies (GSM, LoRaWAN) et les stocker sur des serveurs indépendants. Ces solutions reposent parfois sur des architectures logicielles propriétaires et/ou des services payants. Les enjeux de souveraineté, de pérennité et d’ouverture des données, ainsi que la volonté de les mettre à disposition sur une plateforme publique unique à destination de l'ensemble des utilisateurs (chercheurs, acteurs du territoire et citoyens), nécessitent de dépasser la simple combinaison des solutions existantes.

Objectif :

L’objectif général du stage est de centraliser les données issues de ces différents capteurs sur un serveur institutionnel INRAE et de les rendre publiques afin de garantir leur accessibilité. Plus spécifiquement, le stage vise à développer une chaîne complète de traitement des données permettant de collecter (directement ou via les API constructeurs), centraliser, contrôler, visualiser et mettre à disposition les données issues des capteurs. Cet objectif pourra nécessiter de basculer sur des technologies de connexion différentes pour les instruments qui le permettent, afin de centraliser les données avant leur télétransmission.

Les principales missions seront :

• Analyser l’architecture des données issues des différents capteurs et les flux de données.
• Comprendre les protocoles de transmission (données brutes par réseaux GSM et LTE, trames codées LoRaWAN) et les solutions de stockage et de consultation actuelles.
• Concevoir et mettre en place une base de données centralisée permettant d’automatiser l’intégration des données en temps réel.
• Développer des procédures de contrôle qualité et de curation des données (données manquantes, valeurs aberrantes, interruptions de séries, etc.).
• Développer une interface web de visualisation des données en temps réel.
• Permettre le téléchargement des données filtrées par les utilisateurs.

Formations et compétences recherchées

Le stage s’adresse à un étudiant ou une étudiante de Master 2 professionnel / ingénieur ayant un intérêt pour la gestion et la valorisation des données environnementales. Un niveau confirmé en informatique et en programmation est recherché.

Les compétences ou connaissances suivantes seront particulièrement appréciées :

• Data management et gestion de bases de données ; connaissance des bases de données SQL
• Traitement et analyse de séries temporelles
• Data visualisation
• Développement en Python et/ou R
• Connaissances en développement d’applications web, notamment R Shiny
• Environnement et outils de base GNU/Linux
• Utilisation de serveurs
• Intérêt pour les protocoles de communication IoT et/ou LoRaWAN.

Une connaissance préalable des systèmes de capteurs environnementaux n’est pas indispensable. La curiosité, l’autonomie et l’intérêt pour les problématiques liées aux données environnementales et l’intégration de données seront particulièrement appréciés.

Le stage sera encadré par Mathieu Laparie (INRAE, URZF, Orléans) et Stéphane Chantepie (INRAE, BioForA, Orléans)

Possibilité de discussion de la date de debut du stage.

Modalités pour postuler

J'envoie mon CV et ma lettre de motivation