7:32 - mercredi août 16, 2017

Pollution : comment mesure-t-on la qualité de l’air ?

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MÉTROLOGIE. C’est le nom donné à la science de la mesure, discipline essentielle en épisode de pollution. Les structures régionales en charge de l’évaluation de la qualité de l’air sont bien connues : il s’agit des Associations agrées de surveillance de la qualité de l’air (AASQA). Mais à quelles technologies ont-elles recours pour les indicateurs officiels, et comment s’assurent-elles que ces niveaux de pollution sont correctement mesurés ? Et qu’en est-il des capteurs individuels « grand public » qui promettent à chacun de pouvoir superviser la qualité de son air intérieur ou extérieur : peuvent-ils se substituer à l’instrumentation déployée par les AASQA sur le territoire ? Disons le tout net, la réponse est non. En cause : des appareillages utilisés très différents, qui sont loin de présenter la même fiabilité. Explications avec Serge Aflalo, docteur-ingénieur de l’Université Pierre et Marie Curie et directeur commercial d’Environnement SA, qui conçoit et commercialise des appareils de mesure pour l’environnement.

Des mesures de référence très réglementées

« Les mesures de la qualité de l’air sont très réglementées », explique Serge Aflalo, dont la société équipe notamment 75% des AASQA. La mesure de chaque polluant fait en effet l’objet d’une norme dédiée qui décrit la solution technologie de référence à employer : par exemple, la radiométrie pour les particules fines PM10, la photométrie pour l’ozone, ou encore la chimiluminescence pour les oxydes d’azote NOx. « Des méthodes alternatives existent, par exemple la spectrométrie infrarouge pour les NOx, mais afin d’être utilisées par les AASQA elles doivent être adossées à un institut de recherche reconnu et validées par le Laboratoire central de surveillance de la qualité de l’air (LCSQA), en charge d’évaluer les différentes techniques de mesure. »

ÉTALONNAGE. Les AASQA, pourvoyeurs de mesures officielles, n’utilisent d’ailleurs pas de simples capteurs mais des analyseurs, autrement dit de véritables mini-ordinateurs vu la complexité de leur électronique embarquée. « Un capteur ne fournit qu’une mesure indicative », rappelle Serge Aflalo. « Si on trouve des capteurs de qualité de l’air bas de gamme pour moins de 20 euros, il faut compter environ 10 000 euros pour un analyseur capable d’indiquer précisément le niveau d’émission d’un polluant donné ! Un ordre de prix à multiplier par le nombre de polluants suivis sur une station de mesure, soit donc par 3 à 6. » Avec un enjeu de précision qui se traduit par un plus grand besoin d’étalonnage. « Il existe en effet une dérive électronique intrinsèque à ce type de technologie opto-électronique », reconnaît Serge Aflalo. « C’est pourquoi chaque AASQA a son propre protocole de vérification. À Airparif par exemple, les analyseurs sont vérifiés chaque semaine. Et en cas de pic de pollution, les appareils sont systématiquement vérifiés afin de s’assurer qu’il s’agit d’un véritable épisode et pas d’un problème de mesure. »

Du capteur à l’analyseur de référence, des niveaux de fiabilité variables

Faut-il alors jeter ces capteurs individuels et notamment ceux qui ambitionnent de tisser un réseau individuel de mesure de la qualité de l’air ? Pas forcément, mais les résultats affichés par ces derniers sont à lire avec précaution. « Les capteurs sont généralement moins précis, on trouve de tout », poursuit Serge Aflalo. « L’Europe a légiféré sur ce qu’on peut appeler un capteur de qualité de l’air – il faut que sa précision dépasse les 30% – mais c’est loin d’être le cas dans tous les pays où l’on fabrique des capteurs bas de gamme, notamment en Chine. Un capteur à 20€ pourra fournir des résultats aberrants si son seuil de détection est trop haut, et voir ses résultats fluctuer de 1 à 1000% ! » La position de l’industriel : « ces capteurs sont utiles, mais seulement pour donner une indication qui devra être vérifiée ensuite à partir des stations de référence les plus proches. » Dans certaines conditions atmosphériques (pluie, nuage de pollution…), les capteurs peuvent en effet être trompés par la présence d’artefacts (par exemple, un composé organique volatil (COV) qui va perturber un capteur de dioxyde d’azote NO2. D’où l’impératif de vérifier les résultats grâce au réseau de mesure officiel.

DO IT YOURSELF. Une problématique technique à laquelle se frottent les initiatives citoyennes visant à concevoir des capteurs de pollution « faits maison » à l’aide de technologies ouvertes en fablabs. Alex Faraino, co-fondateur du Fabelier à Paris, a travaillé sur ce type d’initiative en 2013. « Nous avons aidé les porteurs de ce projet à concevoir un prototype technique servant de preuve de concept, mais n’avons aujourd’hui plus de nouvelles de ce projet », évoque-t-il. La difficulté ? « Tout dépend de ce que l’on souhaite mesurer : CO2, NO2, particules fines voire très fines… », détaille-t-il. « Dans le cadre de ce projet, nous avions utilisé un capteur de très bonne qualité qui coûtait une centaine d’euros, mais était très compliqué à utiliser. Nous faisions face à des problèmes d’interférence et de résolution de mesure. » Un défi que semblent avoir relevé les start-up positionnées sur ce marché de la mesure individuelle (comme PlumeLabs).

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