Microscope

Alexandre est enseignant chercheur au sein de l'Institut Pasteur. Il exerce son métier depuis plus de 20 ans et va, aujourd'hui encore, réaliser une séance de smart scanning au laboratoire. Pour ce faire, il va d'abord définir ce qu'il veut faire pour son analyse. Il veut mesurer la quantité de microplastiques au sein d'un échantillon d'eau provenant de la Seine. Pour ce faire, il positionne son échantillon sur une lamelle et le stabilise. Il règle ensuite la luminosité au maximum et positionne la caméra. Le smart scanning une fois lancé se déroule comme suit : la caméra procède d'abord à une première passe pour analyser le système dans sa globalité et "mapper" où se situe les zones d'intérêts. Ces dernières ont été caractérisées par l'utilisateur en amont (Densité de certaines couleurs, IA reconnaît des formes, etc...). La seconde passe effectue des images en "super pixel" aux endroits d'intérêts. Ces super pixels se caractérisent par une quantité d’information très élevée pour une zone réduite. Ces pixels sont très détaillés et donc lourds et longs à produire. Alexandre s'émerveille toujours du gain de temps que représente ce procédé en deux temps rapport à scanner l’intégralité de la surface en super pixel dès la première intention. Il gagne du temps par un facteur d'environ 120 (de 6h à 10^-1h). Ces images lui permettent donc de faire sa mesure de microplastique présent dans l'échantillon grâce à d'autres logiciels de traitement de l'image.

Alix est étudiante en branche génie biologie à l'UTC. Pour ce semestre, elle a sélectionné une UV portant sur le smart scanning car elle aimerait faire de la recherche en microbiologie dans sa carrière professionnelle. Elle a aujourd'hui un TP avec sa professeur. Au programme : le benchmarking d'un microscope de smart scanning vendu en kit. Le montage a été réalisé dans un TP précédent. Le TP d'aujourd'hui de 2h suffira à effectuer les vérifications de fonctionnement basique. L'objectif aujourd'hui n'est donc pas de faire du smart scanning mais simplement de vérifier si le microscope permet de faire les tâches de bases de tout autre microscope éducatif sur le marché. Ainsi Alix a deux tests différents à faire. Le premier est un test de mouvement. Alix positionne un échantillon sur une lame de microscope habituelle et fait faire à la caméra un trajet visant à passer au-dessus de toute la lame. Elle constate le résultat sur un écran relié à l'ordinateur par un cable. Le second test est celui de zoom sans lentille. Elle positionne un papier-test sur la lamelle qui peut être trouvé sur internet et imprimé. Alix prend ensuite en photo la vue microscope sous divers zoom (x5, x10...). Elle compare enfin le rendu attendu au rendu trouvé.

Description : image by PiotrZakrzewski, image en zoom x15 d'une structure de plante

Valeurs : Convivialité (autonomie, simplicité)

Tensions : Progrès (abstraction)

Leviers : /

Jérémy est un chercheur spécialisé dans les micro-plastiques. Il travaille dans un centre de recherche situé à côté d'une grande usine polluante. Jérémy utilise plusieurs fois par semaine un microscope de type smart scanning pour analyser des échantillons récupérés au préalable. Aujourd'hui, il se rend au laboratoire pour continuer d'observer l'échantillon sur lequel il travaille. Cependant lorsqu'il arrive devant le laboratoire, il remarque un voyant rouge qui clignote. Sur l'écran qui se trouve à côté de la porte, un message s'affiche "Les lumières LEDs doivent être changées". Jérémy, se rend alors à la réserve pour prendre de nouvelles lumières, et se rend ensuite dans le laboratoire. Il peut ainsi changer les lumières directement sans attendre que le microscope ne fonctionne plus, et commencer sa journée de travail. 

Description : image by Hans from Pixabay

Valeurs : Convivialité (autonomie)

Tensions: Croissance (innovation, résilience)

Levier : Imagination (soin), Optimisation (modélisation)   

Oscar est un ancien technicien spécialisé en informatique. À la retraite depuis peu, il s'intéresse aux avancées technologiques et scientifiques ; il a récemment entendu parler d'un microscope basé sur le smart scanning. Après s'être renseigné sur le sujet, il a vu qu'il pouvait le fabriquer lui-même en utilisant des matériaux de récupération. Étant bricoleur, et amateur de vide-grenier, il a entrepris d'en construire un lui-même. Pour cela, il utilise l'objectif d'une vieille caméra, venant d’un appareil photo bridge canon powershot sx40 hs de 2012, qu'il a retrouvée dans son grenier. Il récupère également l'ordinateur Raspberry Pi 2 modèle B sorti en 2015 dont il ne se sert plus. Oscar se rend ensuite dans plusieurs vide-greniers afin de trouver des moteurs pas à pas qu'il finit par débusquer dans un vieux lecteur de cassettes, et achète une ancienne radio pour y récupérer l'équipement électronique dont il a besoin (notamment câbles et connecteurs). Il construit ensuite un support, grâce à des pilotis, qui sera prêt à accueillir le microscope. Une fois tous les éléments trouvés, Oscar passe au montage de ce microscope.  

Description : image objectif d’une caméra from pixabay

Valeurs : Soutenabilité (ressources)

Tensions : /

Leviers : Optimisation (alterindustrie)

Anastasia est une chercheuse pour le CNRS et travaille en ce moment sur un projet de microscope low-tech. Elle a eu une vingtaine de commandes venant de laboratoires et universités pour le microscope et doit les livrer. Le microscope est généralement détourné d'une imprimante 3D mais il faut y ajouter une caméra, un ordinateur raspberry pi et d'autres composants électroniques. Pour récupérer ces matériaux, elle organise une grande collecte à l'échelle de son département. Elle a contacté une dizaine d’organisations de vide-greniers et antiquaires pour leur demander d'y participer. Anastasia s'occupe de louer la salle et réserver les emplacements et en contre-partie les antiquaires doivent lui donner la priorité sur les produits qu'ils vendent.

Le jour J, plusieurs organisations sont présentes, et doivent répartir leurs objets sur différents stands en fonction de leur nature (un espace pour les imprimantes 3D, un autre pour l'électronique, un pour les moteurs ...). Avec l'aide de son équipe, Anastasia fait le tour des stands afin de récupérer le plus de matériel possible nécessaire à la construction des microscopes. A la fin de la journée, ils ont une cinquantaine d'objets qu’ils stockent dans une salle au centre de recherche. Cependant avant de s'en servir il faudra réaliser plusieurs contrôles afin de vérifier qu'ils fonctionnent bien. 

Description : image vide grenier de pexels

Valeurs : Soutenabilité (ressources), Partage (convivialité), Lien (responsabilité)

Tensions : Besoin (consumérisme)

Leviers : Optimisation (alterindustrie)

Christopher est un technicien de maintenance qui travaille pour un laboratoire au CNRS. Une de ses collègues travaille sur le smart scanning et fabrique les microscopes. Pour ce faire, elle utilise des matériaux de récupération. Elle a récemment organisé une collecte et doit maintenant vérifier que les composants qu'elle a achetés sont fonctionnels. Elle demande donc de l'aide à Christopher et lui demande de réaliser des tests sur la cinquantaine de composants qu'elle a acquis. Christopher s'assure d'abord du fonctionnement des caméras, il prend quelques photos et vidéos puis analyse leur qualité avant de récupérer les objectifs. Puis, il doit vérifier que le système de moteur pas à pas de l'imprimante 3D fonctionne ; pour cela, il pose un échantillon à scanner sur l'imprimante et vérifie le bon déplacement du scan sur l'échantillon. Il branche également le processeur Raspberry Pi pour s'assurer qu'il s'allume et est capable de réaliser des tâches simples. Enfin, il réalise tous les branchements nécessaires entre imprimante et ordinateur dans l'objectif de tester les connecteurs et câbles mis à sa disposition. Une fois tous les tests réalisés, Christopher fait le tri entre matériel utilisable et défectueux. Sur la cinquantaine de composants récupérés, 20% sont défectueux : il doit les jeter et trier. Les 80% restants sont rendus à sa collègue qui peut désormais s'en servir pour assembler les microscopes.  

Valeurs : Soutenabilité (ressources), Convivialité (autonomie) 

Tensions : /

Leviers : /

En amont de la réparation de Jérémy, le microscope fait des tests en continu quant à son bon fonctionnement. Ces tests prennent plusieurs formes. Dans un premier temps, c'est un capteur de luminosité positionné sur les LEDs. Des lignes de codes dans l'ordinateur Rasberry Pie permettent de demander à ce capteur de prendre en compte les valeurs et de faire allumer un signal rouge en dehors de la salle lorsqu'elles sont en dehors d'un certain intervalle prédéfini par l'utilisateur. Dans un second temps, c'est un test de fonctionnement moteur qui est réalisé. Ce dernier fonctionne grâce à un capteur de signal électrique. Le moteur est programmé pour envoyer à intervalle régulier (toutes les heures lorsqu'il est en mode veille) un signal électrique à un capteur. Si ce signal n'est pas reçu par le capteur, l'ordinateur demande à une lumière rouge de s'allumer en dehors de la salle.

Ex : entre 50lm/w à 200lm/W

Valeurs : Convivialité (autonomie)

Tensions : /

Leviers : /

Leïla est chercheuse au sein de l'université d'Angers. Elle développe avec un groupe de recherche depuis plusieurs mois un microscope dérivé d'une imprimante 3D pour faire du smart scanning. Le microscope fonctionne comme suit. Les déplacements de la caméra lors du procédé de smart scanning sont réalisés par le système de mouvement de l'imprimante 3D qui servait à déposer l'encre 3D auparavant. Ce mouvement lui permet donc de balayer toute la zone qui se situe entre les quatre pylônes délimitant l'espace passé d'impression 3D. Ainsi, les données collectées par la caméra sont transférées sur l'ordinateur Rasberry Pi embarqué sur le système. Cet ordinateur permet ainsi de faire le premier traitement de la phase rapide (cf histoire smart scanning). Suite à cela, la caméra fait sa deuxième passe pour les "super pixels" et projette donc à l'utilisateur l'image final de rendu. Ce microscope s'appelle l'Enderscope.

Aline est une chercheuse à l'Université d'Angers. Elle utilise de façon hebdomadaire l'Enderscope pour ses travaux de recherche en phénotypage. Aujourd'hui, son microscope lui a envoyé un message d'alerte comme quoi ses LEDs étaient Hors-Service. Pour les changer, elle applique la procédure écrite en amont par le collectif de chercheur ayant créé l'Enderscope. Tout d'abord, elle va chercher au magasin du laboratoire des LEDs standardisée commandée de façon régulière. La régularité de la commande est basée sur la durée de vie annoncée des LEDs par le producteur. Elle débranche les fils électriques reliés au microscope situé dans une zone hors de la serre puis elle entre dans la serre une fois une désinfection rigoureuse de tous ses effets réalisés. Elle dévisse donc les ampoules usées et revisse les nouvelles ampoules. Elle sort ensuite de la serre et désinfecte à nouveau tous ses effets. Elle demande à l'ordinateur relié au Rasberry Pie si les LEDs sont maintenant opérationnel. Le microscope répond par l'allumage d'une LEDs verte située en dehors de la serre.

Description : feu vert from pexels

Christopher est un technicien de maintenance qui travaille pour un laboratoire au CNRS. Dans ses nombreux rôles, il est notamment tenu de réaliser des commandes de matériels pour de la maintenance préventive. Pour ce faire, il a établi un important tableau Excel regroupant les numéros de séries, les marques, les prix et les durées de vie estimées des produits. Il a dernièrement rajouté une colonne commune, celle de la durée de vie réelle observée. Cette colonne réalise la moyenne des valeurs entrées par les chercheurs à chaque fois qu'ils ont une casse de matériel. Aujourd'hui, lorsqu'il met à jour son tableau Excel, il remarque que le stock de LEDs est en baisse et que la durée de vie de celle en place est à moins d'un an de leur expiration. Christopher va donc sur le site de fournisseur de LEDs et effectue sa commande. Compte tenu du fait que l'achat est ici pour un seul microscope (non-massif), les frais d'achats sont reportés sur des notes de frais officielles envoyés aux investisseurs.

Sarah est technicienne de STEP au sein d'une usine en France. Elle utilise l'Enderscope pour analyser le taux de Latex dans les eaux rejetées par l'usine dans laquelle elle travaille. Un pylône de son microscope a cédé avec le temps. Elle a lu sur GitHub qu'il était possible d'en imprimer un nouveau directement avec les plans fournis sur la plateforme. Elle va donc sur GitHub et récupère les plans en libre accès. Suite à cela, elle va dans le laboratoire au sein de son usine qui comporte des imprimantes 3D fonctionnels. Ceci lui permet donc d'imprimer son pylône en 1h et de faire le changement de pièce en 1h aussi grâce à une vidéo qu'elle a trouvé sur PeerTube. Ce changement se fait en dévissant le pylône original de la surface fixer au sol et du système permettant le coulissage de la caméra. Ensuite, il s’agit de faire l’opération inverse avec le nouveau pylône.