Conductivimètre

Le conductivimètre électromagnétique EM38-MK2 de Geonics est principalement utilisé en agriculture et en archéologie, mais peut être utilisé pour caractériser l'épaisseur de la glace de mer. Cet instrument mesure la conductivité (quad-phase) et la susceptibilité magnétique (in-phase) du milieu sous-jacent. Cette méthode a été développé par Christian Haas (polar hovercraft) depuis un navire, un aéroglisseur ou aéroporté, en Arctique.
Le EM38-MK2 est constitué de 2 bobines réceptrices espacées de 1 m et 0,5 m qui peuvent mesurer en position verticale et horizontale. La fourchette de détection optimale en position verticale est entre 0,75 et 1,5 m, et entre 0,35 et 0,75 m en position horizontale.

Courbe d'étalonnage du EM38

La mesure d'épaisseur avec le EM38-MK2 se base sur la différence de conductivité de l'eau de mer (bon conducteur) et la glace de mer (mauvais conducteur) qui induit une réduction de la conductivité mesurée lorsque l'épaisseur de glace augmente.

-» attention à la variation de salinité de l'eau de mer sous-jacente qui influence la conductivité du milieu. -» la texture/porosité/température de la glace doit avoir une influence sur les mesures... -» éviter d'avoir des objets métalliques mobiles dans l'environnement immédiat du EM38, qui pourrait fausser les lecteurs de conductivité

prise de données

Geonics fournit un logiciel windows pour l'acquisition de données du EM38-MK2. Ce logiciel a été installé sur une tablette de terrain (Mesa Juniper) acheté lors de l'achat du EM38. Après un an d'utilisation, la tablette ne fonctionne plus (recharge impossible, service de réparation très dispendieux).

Pour pallier au problème d'acquisition de données, un raspberry pi zero a été configuré comme datalogger. Actuellement, le raspberry pi collecte les données du EM38 (heure, conductivité, estimation d'épaisseur à 10 Hz (20 Hz possible) via le port série/USB) ainsi que la position GPS (1 Hz). Le raspberry pi est également synchronisé sur l'heure fournit par le signal GPS.

mise en marche du raspberry pi zero

Le raspberry pi a été monté avec quelques modifications pour satisfaire nos besoins :

• connexion du module GPS

Configuration pour brancher un module GPS sur un raspebrry pi

• collecte des données GPS

La collecte des données GPS utilise le module gpsd (gpsdaemon). Après s'être assuré que le GPS est fonctionnel, copier les lignes suivantes dans /etc/rc.local pour exécuter le scritp au démarrage du raspberry pi

  
#### SAUVEGARDE GPS ####
# pause avant le début de l'enregistrement (démarrage en cours)
sleep 120 &

# Arret du programme gpsd pour configurer le signal GPS à recevoir
sudo killall gpsd &

# Limite les paquets de données envoyés par le GPS
sudo echo -e "\$PMTK314,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0*28\r\n" > /dev/serial0

# Collecte des données GPS dans un fichier daté
sudo gpspipe -r -d -l -o /home/pi/gps_data/`date +"%Y%m%d-%H-%M-%S"`.nmea &

• synchronisation de l'horloge du raspberry sur l'heure GPS

Afin de corréler convenablement les données d'épaisseur avec leurs positions, il faut synchroniser le système raspberry sur l'heure du GPS. Pour cela, suivez les instructions trouvé sur les sites suivants :

raspsberry time realtime

raspebrry pi gps time server

• collecte des données du EM38-MK2

La collecte des données du EM38-MK2 se fait par cable. Par simplicité, le système est branché via un cable RS232/USB au raspberry pi. une fonction python a été créer pour récolter les données émises par l'instrument et sommairement analysés. Le script disponible ci-dessous lit les données binaires envoyés par l'instrument et les sauvegarde dans le repertoire /home/pi/em38_data/

serial_EM38.py

• bouton d'arrêt

Le raspberry pi n'a pas de système simple et sécuritaire pour s'arrêter. Pour préserver l'intégrité des données, il faut réaliser un shutdown de l'OS pour éviter la corruption des fichiers. Il est possible d'installer un bouton d'arrêt en suivant les informations suivantes :

raspberry pi safe off switch