Crowdsensing pour la mesure de pollution de l'air avec des capteurs à bas-coût en mobilité
Stage Grenoble (Isère)
Description de l'offre
Détail de l'offre
Informations générales
Entité de rattachement
Le Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) est un organisme public de recherche.Acteur majeur de la recherche, du développement et de l'innovation, le CEA intervient dans le cadre de ses quatre missions :
. la défense et la sécurité
. l'énergie nucléaire (fission et fusion)
. la recherche technologique pour l'industrie
. la recherche fondamentale (sciences de la matière et sciences de la vie).
Avec ses 16000 salariés -techniciens, ingénieurs, chercheurs, et personnel en soutien à la recherche- le CEA participe à de nombreux projets de collaboration aux côtés de ses partenaires académiques et industriels.
Référence
2020-14202Description de l'unité
Le laboratoire Signaux et Systèmes de Capteurs (LSSC) est focalisé sur la fusion de signaux pour les capteurs embarqués, il regroupe la quasi-totalité des experts en traitement du signal et informatique du Service Systèmes de Capteurs et Electronique pour l'énergie (SSCE) du département Systèmes (DSYS). Son savoir-faire consiste à développer des algorithmes, embarqués sur plateformes ou non, visant la réalisation de fonctions de haut niveau (comme la détection, l'estimation, l'identification) à partir de signaux de capteurs ou réseaux de capteurs couvrant plusieurs modalités. Ces compétences sont associées à une bonne connaissance de la physique des capteurs et à l'élaboration de bases de données de qualité constituées de signaux issus d'environnements réels. Ses principaux axes applicatifs sont la capture de contexte (gestes, états mentaux, environnement) et la surveillance d'état des structures.
Description du poste
Domaine
Mathématiques, information scientifique, logiciel
Contrat
Stage
Intitulé de l'offre
Crowdsensing pour la mesure de pollution de l'air avec des capteurs à bas-coût en mobilité
Sujet de stage
Crowdsensing pour la mesure de pollution de l'air avec des capteurs à bas-coût en mobilité
Durée du contrat (en mois)
6
Description de l'offre
Contexte du sujet
La pollution atmosphérique, en particulier en milieu urbain avec de fortes densités de population, est aujourd'hui une préoccupation majeure de santé publique. Actuellement, les agences en charge de la surveillance de la qualité de l'air, par ex. Atmo-Aura [1] pour la région Auvergne-Rhône-Alpes, utilisent des modèles de dispersion atmosphérique et mettent en œuvre un réseau de stations de mesure fixes pour établir des cartes de qualité de l'air au pas horaire.
Dans ce stage, on propose d'utiliser des mini-capteurs [2] autonomes mobiles pour réaliser des mesures à haute fréquence spatio-temporelle. Un échantillonnage rapide en mobilité permet de se rapprocher des conditions réelles d'exposition des citoyens aux polluants présents dans les rues. En revanche, les conditions de mesure sont délicates : influence de la vitesse de déplacement, bruit élevé des capteurs, calibration. La question de recherche est alors : le crowdsensing permet-il une meilleure estimation de la pollution de l'air en milieu urbain ?
L'objectif du stage est d'évaluer le potentiel des mini-capteurs de pollution de l'air en mobilité pour la cartographie de la pollution de l'air à haute résolution spatio-temporelle.
Objectifs et travail à réaliser
- Mener une recherche bibliographique sur l'assimilation de données en mobilité
- Réaliser des campagnes de mesures à Grenoble avec les capteurs disponibles au laboratoire
- Déterminer les modèles de calibration et calibrer les mesures des capteurs low-cost
- Préparer les données (recherche de mesures aberrantes, données manquantes, etc.) et construire la base de données des mesures
- Développer un algorithme d'assimilation des données spatio-temporelles des capteurs en mobilité [3]
- Analyser et présenter les résultats de l'assimilation des mesures en mobilité
Les développements se feront en Python (et éventuellement R).
[1] « Atmo Auvergne-Rhône-Alpes », Atmo Auvergne-Rhône-Alpes. https://www.atmo-auvergnerhonealpes.fr/ (consulté le sept. 04, 2020).
[2] CEA, « eLICHENS - Capteurs et services pour la surveillance de la qualité de l'air », CEA/CEA Tech Fr, oct. 11, 2019. http://www.cea.fr/cea-tech/Pages/a-propos-de-cea-tech/nos-reussites/elichens-capteurs-miniaturisés-et-connectes-qualite-de-l-air.aspx (consulté le sept. 04, 2020).
[3] N. Cressie et C. K. Wikle, Statistics for Spatio-Temporal Data. Wiley, 2015.
Moyens / Méthodes / Logiciels
Capteurs de gaz-particules, interpolation spatio-temporelle, Python
Profil recherché
Profil du candidat
Profil traitement de signal, statistiques, data science