Annexe I — Introduction à Jupyter Notebook

Un notebook Jupyter est un moyen d’exécuter des fragments de code de façon interactive et de les documenter en markdown. Nous utiliserons cette approche dans ce cours et, au besoin, pourrons discuter d’alternatives. L’important ici est d’apprendre à documenter vos notebooks: voyez-les comme un journal que vous tiendriez pour garder le fil de votre recherche.

Pour créer un nouveau notebook dans VS Code, ouvrez la palette de commande (Ctrl+Shift+P / Cmd+Shift+P ) et tapez “jupyter”. Sélectionnez l’entrée la plus proche de Créer un Jupyter Notebook.Figure I.1 illustre ce à quoi un notebook ressemble dans VS Code et identifie quelques fonctions utiles:

Figure I.1: Fenêtre Jupyter Notebook dans VS Code

I.1 Comment utiliser un notebook?

Le Notebook Jupyter (fichiers .ipynb) est l’outil de prédilection pour l’exploration de données et l’analyse en géosciences. Un notebook est un document interactif qui permet de mélanger du code exécutable, des visualisations graphiques et du texte explicatif dans un seul et même fichier.

Voici les concepts fondamentaux à maîtriser pour bien l’utiliser:

I.1.1 Les deux types de cellules

Un notebook est découpé en blocs appelés “cellules”. Il en existe deux principaux:

  • Cellules de Code (I dans Figure I.1): Elles contiennent du code Python. Lorsque vous les exécutez, le résultat (texte, tableau ou graphique) s’affiche immédiatement en dessous.
  • Cellules de Markdown (II dans Figure I.1): Elles contiennent du texte formaté (titres, listes, explications, équations LaTeX). Pour les éditer, double-cliquez simplement dessus.

I.1.2 Le fonctionnement du “Kernel” (Noyau)

Le kernel est le moteur Python qui tourne en arrière-plan. Il conserve en mémoire toutes les variables et fonctions que vous avez définies. Le kernel est associé à l’environnement Python que l’on utilise (ENV dans Figure I.1).

En cas de comportement étrange: Si vos résultats ne correspondent pas à votre code, le kernel est peut-être dans un état incohérent et doit être redémarré. Cliquez sur le bouton “Restart” (↻) en haut de la fenêtre (III & IV dans Figure I.1), puis réexécutez toutes les cellules dans l’ordre (menu: Run > Run All).

Important I.1: Règle d’or

L’ordre dans lequel vous exécutez les cellules est crucial. Si vous modifiez une variable dans une cellule située en haut du notebook, vous devez réexécuter cette cellule pour que le kernel mette à jour sa mémoire. Sinon, les cellules en aval utiliseront l’ancienne valeur.

I.2 Raccourcis clavier essentiels

Pour gagner en efficacité, utilisez ces raccourcis (en vous assurant que la cellule est en “mode commande”, c’est-à-dire avec une bordure bleue et sans curseur de texte clignotant):

  • Shift + Entrée: Exécute la cellule actuelle et passe à la suivante.
  • A (Above): Insère une nouvelle cellule vide au-dessus.
  • B (Below): Insère une nouvelle cellule vide en dessous.
  • M: Transforme la cellule actuelle en cellule Markdown.
  • Y: Transforme la cellule actuelle en cellule de Code (Python).
  • D, D (appuyer deux fois sur D): Supprime la cellule actuelle.

I.3 Bonnes pratiques pour ce cours

  1. Explorer un fragment de code dans une cellule. Une fois que la cellule marche et que vous êtes satisfait-es du résultat, passez à la suivante. Expérimentez! Comme avec une nouvelle langue qu’on apprendrait, on ne formule pas une phrase parfaite dès le début. Essayez des fonctions simples et analysez leurs résultats avant d’essayer d’exprimer des phrases plus compliquées.
  2. Commentez votre raisonnement: Utilisez abondamment les cellules Markdown pour expliquer pourquoi vous écrivez tel bout de code. Un bon notebook se lit comme un rapport scientifique.
  3. Sauvegardez souvent: Ctrl + S (ou Cmd + S sur Mac).
Astuce

Astuce: Pour transformer une liste de chiffres brute en un récit scientifique clair, imaginez que votre notebook est destiné à être lu par un collègue qui ne connaît pas votre jeu de données. Le texte (Markdown) est aussi important que le code!

I.4 Commandes utiles à retenir

I.4.1 Raccourcis et commandes VS Code / Jupyter

  • Ouvrir la palette de commande (pour accéder à toutes les fonctions de VS Code, comme changer l’interpréteur): Ctrl + Shift + P (Windows/Linux) ou Cmd + Shift + P (macOS).
  • Exécuter la cellule actuelle et passer à la suivante: Shift + Entrée
  • Exécuter la cellule actuelle et rester dessus: Ctrl + Entrée (Windows/Linux) ou Cmd + Entrée (macOS).
  • Insérer une nouvelle cellule (en mode commande, c’est-à-dire quand la bordure de la cellule est bleue et que vous n’êtes pas en train de taper du texte):
    • Appuyez sur B pour insérer une cellule Below (en dessous).
    • Appuyez sur A pour insérer une cellule Above (au-dessus).
  • Changer le type de cellule (en mode commande):
    • Appuyez sur Y pour passer en mode Code (Yellow/Python).
    • Appuyez sur M pour passer en mode Markdown (pour écrire du texte formaté, des titres, etc.).
  • Sélectionner le Kernel (l’interpréteur): Cliquez sur le nom de l’environnement (ex: Python 3.10.x ('outils-info')) en haut à droite de la fenêtre du notebook pour vous assurer que vous utilisez bien le bon environnement Conda.