SUPER FRANKLIN

Avec Julia Toscano

ATELIER SCIENTIFIQUE

SUPER-FRANKLIN

ODD

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Conclusion

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Test avec les tortues

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Partenaires

Codes

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Les séances

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Les expériences

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Equipe

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Carte

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Résultats des expériences

La création du dispositif

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Sortie à la plage

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Problématique

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Rencontre avec Julia Toscano

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Les grandes étapes

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Recherches d'informations et de partenaires

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Pourquoi avons-nous choisi ce sujet?

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Introduction

Sommaire

Lieu de ponte sur les plages de Fréjus

Depuis 2016, nous observons des épisodes de ponte de tortues caouannes sur les plages de Fréjus. Ces évènements nécessitent une surveillance continue pour les protéger des dangers potentiels. Notre projet Super Franklin va permettre d’épauler l’équipe de surveillance à l’aide d’un système électronique pouvant se fixer à l’installation. Il permet de détecter une intrusion, de la signaler, de réaliser des mesures sur le site, et de détecter l’émergence de tortillons.

Tortue caouanne

Introduction

Pourquoi avons-nous choisi ce sujet ?

Nous avons cherché un sujet en lien avec notre environnement proche. En lisant des articles de presse sur internet, nous nous sommes rendus compte que plusieurs épisodes de ponte de tortues caouannes avaient eu lieu près de chez nous. Ces évènements ont grandement impacté les habitants. Nous sommes en effet des habitants du bord de mer, et la vie maritime doit être une de nos préoccupations majeures.

Capture d'écran de l'article de Var-Matin sur la ponte ayant eu lieu à Fréjus, une des villes de l'agglomération

LIEU DE PONTE en 2023

Carte de l'évènement

Elèves

Partenaires

Equipe enseignante

Pour réaliser ce projet, nous avons besoin d'une équipe de choc et de partenaires :

Elèves

Partenaires

IsabelleMEDARD

Equipe enseignante

PaulineMALATERRE

NathaelMESGUICH

EmmaPOIGNARD

VictorANOSOV

ThomasOLLIER

GatienPEAN

AlekseïKHOKHLOV

Les élèves

NathanLECOINTRE

RomainPRETTE

Partenaires

Denys-MarieROUZEROL

TimotheSEUX

LouisICARD

AdrianoVALENTE

EthanWEBER

NathaelMESGUICH

EmmaPOIGNARD

VictorANOSOV

ThomasOLLIER

GatienPEAN

AlekseïKHOKHLOV

Les élèves

NathanLECOINTRE

RomainPRETTE

Partenaires

Denys-MarieROUZEROL

TimotheSEUX

LouisICARD

AdrianoVALENTE

EthanWEBER

Les partenaires

PROBLEMATIQUE

"Comment protéger les lieux de ponte des tortues caouannes de manière autonome?"

L'organisation des séances

Nous nous retrouvons chaque semaine lors d’un atelier scientifique de 12h25 à 13h25 dans la salle de physique-chimie qui est équipée de 8 ordinateurs. Nous nous organisons à chaque séance par petits groupes pour travailler sur des sujets différents (recherches, programmation, rédaction du compte-rendu, création de plan, rédaction de mails). A la fin de la séance, nous restituons un petit-compte-rendu oral ou écrit à un élève responsable de la rédaction d’un journal de nos activités. Nous sommes encadrés par notre professeure de physique-chimie présente chaque semaine et notre professeure de technologie présente une semaine sur deux. Elles nous accompagnent en passant de petits groupes en petits groupes afin de répondre à nos questions. Elles nous aident à nous organiser car le temps passe vite.

14 mars 2024

22 février 2024

13 mars 2024

8 février 2024

25 janvier 2024

19 octobre 2023

5 octobre 2023

Les grandes étapes

Lors des premières séances, nous avons effectué des recherches sur internet et sur le livre Tortues marines rédigé par le musée océanographique de Monaco afin d’en savoir plus sur les tortues caouannes (leur vie, leur reproduction, les animaux prédateurs, les dangers rencontrés). Nous avons ensuite sollicité par mail certaines personnes ayant joué un rôle dans la protection des lieux de ponte à Fréjus. Nous avons trouvé leurs noms dans des extraits de journaux locaux. Malheureusement durant 2 mois nous n’avons obtenu aucune réponse. Nous avions besoin d’avoir des renseignements précis sur le dispositif mis en place. Nous avons ensuite découvert un article sur Var matin qui parlait de ce sujet présenté à des collégiens de Villeneuve par l’agglomération Estérel côte d’azur. Nous les avons contactés et ils ont accepté de travailler avec nous. Nous sommes ravis car ce sont les personnes qui ont participé à protéger le dernier lieu de ponte situé sur une plage de Fréjus. Ils sont venus nous rendre visite au collège le 25 janvier. Notre projet les intéresse car il pourrait répondre à certaines de leurs problématiques. Pour l’instant, leur système de surveillance nécessite beaucoup trop de bénévoles. Si plusieurs pontes ont lieu en même temps, il ne serait pas possible de les surveiller de cette façon. Ils ont également besoin d’un dispositif qui alerte de l’émergence des tortillons car leur caméra ne le permet pas. Ils sont venus nous présenter leur installation de façon à ce que nous puissions adapter notre système à leurs barrières de protection. Ils ont répondu à nos questions ce qui nous a permis d’établir les critères importants de notre dispositif.

Les partenaires

Première étape : recherches d'informations et de partenaires.

Julia Toscano a été une intervenante importante pour notre projet. Elle a permis la réflexion sur notre projet, et nous a explicité les contraintes qu'ils ont rencontrées. Elle est intervenue le 25 janvier 2024, pendant deux heures.

Elle nous a expliqué comment s'est déroulée la ponte sur la plage et leurs dispositifs de protection. La ponte a eu lieu le 23 juillet 2023, vers 2h du matin, sur la plage du Capitole. Elle a été détectée par des touristes qui ont prévenu les forces de l'ordre, prévenant ainsi l'agglomération. Un périmètre de sécurité a été mis en place pour protéger le nid de la venue des chiens ou des humains, dans le but de conserver le nid hors de danger. La vérification du nid est assurée par une caméra à détection de mouvement, alimentée par un panneau solaire. Celle-ci servait à vérifier que personne ne s’introduise dans le territoire ou que l’éclosion ait lieu, en envoyant une alerte à l’équipe. Après 1 mois de surveillance uniquement par caméra, 60 bénévoles ont été sollicités sur les lieux dans le but de surveiller ce nid. Le 21 septembre, l'éclosion a eu lieu et les tortillons sont sortis d'une traite.

Julia Toscano

Rencontre avec Julia Toscano :

Nous allons essayer de travailler sur ces différents problèmes.

Ces intervenants sur le nid ont rencontré différents problèmes: - Le nid devait sans cesse être surveillé car il risquait d'être noyé. - La caméra ne s'est pas déclenchée lors de l'émergence, ils l'ont déclenchée manuellement. - Les bénévoles n'auraient pas été assez nombreux s'il avait fallu intervenir sur plusieurs nids différents.

Julia Toscano

La création du dispositif

Nous avons commencé à faire des plans du dispositif. La première idée était de réaliser un boîtier mobile qui tourne autour du lieu mais cela nous a semblé vite compliqué à cause du sable. Nous nous sommes tournés vers un dispositif utilisant des ultrasons. Nous avons travaillé avec des capteurs à ultrasons et des cartes Microbit sur des programmes réalisés sur le site Vittascience afin de pouvoir détecter une intrusion. Après discussion avec les personnes de l’observatoire marin, nous nous sommes rendus compte que malgré le fait que les ultrasons ne semblent pas gêner les tortues, ils peuvent cependant perturber d’autres animaux et cela ne pourrait être autorisé. Nous devons donc trouver un moyen de remplacer les ultrasons. Nous avons demandé des photos du site installé l’été dernier ainsi que ses dimensions. Voyant l’installation des barrières de protection, nous avons décidé de créer un dispositif qui s’adaptera à ce matériel. Nous avons fait les hypothèses suivantes:- Des capteurs de mouvement infrarouges détectent la présence d'intrus et l'émergence des tortillons.-Un message peut être émis lors de cette détection et transmis par un système radio. Nous avons également envisagé la possibilité d’envoi de sms aux surveillants. - Un capteur de température étanche peut être installé au cœur du lieu de ponte pour réaliser des mesures et les envoyer par un système radio. Les résultats peuvent être récupérés grâce au site Vittamap. - Un capteur d’humidité du sol peut être installé de la même façon. Chaque dispositif devra être alimenté grâce à un panneau solaire. Il alimentera les cartes le jour et des batteries pour que le système continue à fonctionner la nuit. Nous avons commandé ces capteurs afin de pouvoir les tester et créer par la suite les boîtiers adaptés. Nous avons échangé avec Vittascience afin de choisir au mieux le matériel nécessaire et d’apprendre à programmer les différents capteurs. Finalement, nous avons décidé grâce aux conseils de Vittascience de prendre des capteurs de mouvement et comme système d'envoi de données, nous nous sommes faits conseiller le système LoRA, un système entièrement développé par Vittascience.

Plan que nous avons réalisé

Dispositif qu'ils ont mis en place en 2023

Structures de protection

Boitier tortue

Boîtier transportable

Boîtier supérieur

Envoi de relevé de température et d'humidité

Echange de données à distance ( 40 m)

Mise en place des boîtiers sur la structure

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Ce boîtier, équipé d'un panneau solaire et d'une batterie, permet de relever régulièrement les températures dans le sol et mesurer le taux d'humidité. Il sont ainsi envoyées sur la Vittamap.

Boîtier tortue : que contient-il ? A quoi sert-il ?

Vittamap

La Vittamap est le lieu où nous avons accés à l'ensemble des données en temps réel et exploitables en direct. Cette amélioration permet d'avoir les données en direct, ce qu'ils n'avaient pas lors du précédent dispositif.

Retour au plan

Capture d'écran de Vittamap

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Le boîtier supérieur sert à détecter un mouvement dans la zone du nid. Ce boîtier comprend un capteur de mouvement relié à une carte micro-bit envoyant des données par radio, et d'un deuxième capteur de mouvement déclenchant un appareil photo permettant de prendre des photos. Tout ce système est alimenté par un panneau solaire et une batterie.

Boîtier supérieur : que contient-il ? A quoi sert-il ?

Capteur de mouvement

Capteur de mouvement

Capteur de mouvement

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Le boîtier supérieur sert à détecter un mouvement dans la zone du nid. Ce boîtier comprend un capteur de mouvement relié à une carte micro-bit envoyant des données par radio, et d'un deuxième capteur de mouvement déclenchant un appareil photo permettant de prendre des photos. Tout ce système est alimenté par un panneau solaire et une batterie.

Appareil photo ?! Kesako?

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L'appareil photo permet une prise de photo quasi instantané lors de la détection prolongée d'un mouvement. Il permet de recueillir les photos sur une carte SD ensuite visualisable sur un ordinateur. Dans l'avancement du projet, nous aimerions que les photos soient transmises de manière autonome par wifi depuis l'appareil photo à un ordinateur.

Appareil photo ?! Kesako?

Retour au plan

Vidéo explicative du fonctionnement.

Ce boîtier permet de recevoir l'alerte en cas d'une détection par le capteur de mouvement installé sur le dispositif. Elle est reçue en temps réel et permet d'intervenir directement sur le site.

Boîtier transportable : que contient-il ? A quoi sert-il ?

Etalonnage du capteur d'humidité

Le capteur d'humidité donne des valeurs comprises entre 1 et 1024, mais nous ne savons pas à quoi correspondent ces valeurs. Il faut donc l'étalonner pour faire correspondre la mesure à une valeur d'humidité. Une équipe s'est occupée de faire différentes expériences pour tenter de comprendre ces valeurs. Nous avons par exemple fait sécher du sable de la plage de Fréjus. Nous en avons pesé 100 g et nous avons relevé la valeur indiquée par le capteur. Nous avons ensuite ajouté 5 mL d'eau de mer, nous avons agité et nous avons relevé à nouveau la valeur. Nous avons continué à ajouter de l'eau de mer jusqu'à ce que le sable nous semble noyé. Cette expérience a été réalisée à température ambiante (21°C) et à 26°C car c'est la température du nid qui avait été mesurée l'an passé à Fréjus (donnée de l'agglomération Estérel Côte d'azur). Nous avons réalisé ces expériences plusieurs fois afin de voir si les résultats sont reproductibles.

Pour déterminer si le nid est noyé, nous voulons utiliser le capteur d'humidité qui nous donnerait une alerte en cas de noyade pour éviter la perte du nid. De plus les scientifiques ont besoin de ces données pour prévoir la date d'éclosion. Il faut donc comprendre les valeurs affichées.Nous avons tracé un premier graphique des valeurs du capteur en fonction seulement de la température. Les valeurs sont différentes suivant la température du sable, ce qui est une bonne indication dans la continuation du projet. Nous devons ainsi connaître perpétruellement la température pour utiliser ces valeurs.

Résultats de nos expériences

Pour déterminer si le nid est noyé, nous voulons utiliser le capteur d'humidité qui nous donnerait une alerte en cas de noyade pour éviter la perte du nid. De plus les scientifiques ont besoin de ces données pour prévoir la date d'éclosion. Il faut donc comprendre les valeurs affichées.Nous avons tracé un premier graphique des valeurs du capteur en fonction seulement de la température. Les valeurs sont différentes suivant la température du sable. Nous devons ainsi connaître perpétuellement la température pour utiliser ces valeurs.

Résultats de nos expériences

Comme expliqué précédemment, nous avons mesuré avec le capteur d'humidité des valeurs en fonction du pourcentage massique d'eau salée dans le sable. On a mesuré à 21°C et à 26°C. Les données augmentent donc jusqu'à une plage, ce qui veut dire que le nid est noyé. Jusqu'à 20% de pourcentage massique d'eau, les valeurs évoluent selon une fonction affine, et nous pouvons considérer le nid noyé à partir de 2500, ou le palier s'effectue. Les bénévoles devront ainsi se rendre rapidement sur les lieux.

Données et graphiques

Pour que les capteurs marchent et qu'ils envoient les informations, il faut coder des programmes. Vittascience nous permet de coder par blocs, ce qui nous simplifie la vie. MERCI VITTASCIENCE !

Codes

Toute l'équipe devant le projet

Sortie à la plage

Mise en place du boîtier de détection de mouvement

Tentative de noyade du nid

Pour se rendre compte des conditions réelles de notre projet, nous l'avons amené sur la plage. Nous avons reconstruit notre structure sur le sable et mis en place les différents boîtiers. Nous avons également "noyé" volontairement le nid pour voir l'influence sur les valeurs du capteur d'humidité.

Sortie à la plage

Capture d'écran de Vittamap

Mais malheureusement, nous nous sommes rendus compte de petits problèmes. Par exemple, le système capteur de mouvement-alerte jouait la musique d'alerte en boucle alors qu'il n'y avait personne autour. Cependant, tous les panneaux solaires sont opérationnels et les données sont bien envoyées sur la Vittamap.

Sortie à la plage

Cliquez dessus ! (Et vous verrez ce que l'on a subi pendant 30 minutes). Notre détecteur de mouvement détecte une présence alors qu'il n'y a personne !!! Mystère à élucider !Victor va devoir retravailler son programme Et c'est déjà fait. Il faudra revenir sur les lieux !

Sortie à la plage

Le jeudi 14 mars, nous avons testé le capteur de mouvement sur de vraies tortues, mais des tortues terrestres. Nous avons donc regardé si notre programme était juste et si notre capteur de mouvement marchait. Ce qui nous a indiqué que le problème ne venait ni du programme, ni du capteur mais d'un élément tierce, qui empêchait la bonne prise de données sur la plage.

Test avec des tortues

Conclusion

Notre projet Super Franklin a pour but d’épauler l’équipe de surveillance. Il permet de détecter une intrusion, de la signaler, de réaliser des mesures sur le site et de détecter l’émergence de tortillons. En effet, notre système est capable de détecter une intrusion ou une émergence. Le buzzer qui fait partie du dispositif d'alerte marche très bien. Les mesures sont biens reportées par le capteur de température et celui d'humidité. La détection de l'émergence est validée, car nous l'avons tester sur des tortues terrestres. Nous espérons donc que cela marchera avec les tortillons ( petit rappel, un tortillon c'est petit ). Bien que ce dispositif soit déjà bien avancé, nous avons encore plusieurs idées pour l'améliorer, nous sommes en train d'ajouter une capture photographique qui est reliée avec un deuxième capteur de mouvement, pour connaître la cause de l'alerte. Et pourquoi pas un jour une caméra ? Pour le moment, cela est trop ambitieux. Mais, peut-être pourrons nous le faire? L'idée est à réfléchir, et, pour reprendre une citation de Charlie Chaplin, "Du chaos naît une étoile". Donc, on ne sait jamais !

Objectifs de Développement Durable

Etant également autonome en énergie et utilisant des énergies propres, il est également en lien avec l'ODD des énergies propres.

Notre projet est en lien avec la vie aquatique, qui est un des Objectifs de Développement Durable.

Merci enfin à VittaScience pour leur aide dans le développement des systèmes électroniques !

Merci également à l'agglomération Esterel Côte d'Azur pour les photos et les informations !

Remerciements

Merci à Julia Toscano pour son intervention !