Au cours de la dernière décennie, le développement et les avancées technologiques dans le domaine des microcapteurs de qualité de l’air ont transformé la manière de mesurer et d’analyser la pollution atmosphérique. Ces dispositifs ont gagné en importance non seulement grâce à leur accessibilité et à leur coût réduit, mais aussi en raison de leur capacité à compléter et à étendre les réseaux officiels de stations de surveillance de la qualité de l’air, traditionnellement plus coûteuses et complexes à mettre en place.
Avantages des microcapteurs pour la mesure de la qualité de l’air extérieur
Grâce à leur conception compacte et à leur polyvalence, les micro-capteurs permettent une mesure continue en temps réel des principaux polluants tels que le NO2, PM10, PM2.5 et les COV, notamment. Parmi leurs principaux avantages, on peut citer :
- Coûts réduits : Les avancées technologiques ont rendu ces dispositifs plus abordables, facilitant ainsi la création de réseaux de surveillance plus étendus.
- Facilité de déploiement : Plus légers et plus faciles à installer que les stations traditionnelles, les microcapteurs sont une option attractive pour les environnements urbains et ruraux, ainsi que pour les sites industriels, les ports ou les chantiers.
- Flexibilité des campagnes de mesure : Les microcapteurs peuvent être utilisés pour des études temporaires ou permanentes, ce qui est idéal pour les projets urbains ou industriels où les stations de référence sont difficiles ou coûteuses à installer.
Ces dispositifs permettent également de surveiller des zones auparavant difficiles d’accès, telles que les sites ruraux ou éloignés des villes, sans couverture de réseaux.
Défis et améliorations technologiques des microcapteurs
Malgré leurs nombreux avantages, les premiers microcapteurs ont fait face à différents défis limitant leur adoption, en particulier à l’extérieurs :
- Conditions météorologiques : L’absence d’une ligne d’air chauffé sur certains capteurs affectait la précision des mesures, car les conditions climatiques pouvaient interférer avec les données collectées.
- Complexité de communication : Dans les zones rurales ou éloignées, l’absence de communication sans fil rendait difficile l’envoi des données en temps réel.
- Problèmes d’étalonnage : L’absence de données de référence, la dégradation des capteurs eux-mêmes ou l’absence de protocoles d’entretien réguliers entraînaient des écarts dans les mesures au fil du temps.
- Limites de détection : Les premiers microcapteurs ne parvenaient pas à détecter de faibles concentrations de certains polluants, tel que le NO2.
La conception d’une nouvelle génération de microcapteurs a toutefois permis de surmonter en grande partie ces obstacles. Aujourd’hui, ces capteurs sont plus précis, moins sensibles aux instabilités météorologiques et plus faciles à mettre en place dans divers environnements extérieurs. De plus, les avancées dans la technologie de la métrologie de l’air ont permis l’intégration d’algorithmes plus complexes qui améliorent la qualité et la précision des données collectées.
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Un complément aux réseaux de surveillance officiels
Bien que les microcapteurs fournissent des mesures indicatives, ils ne peuvent pas remplacer complètement les stations de surveillance traditionnelles en termes de précision. Toutefois, leur capacité à compléter les réseaux officiels est indéniable. Avant d’entamer une campagne de mesure, il est recommandé d’inter-comparer si possible, les micro-capteurs avec des stations de référence pour garantir la qualité et la cohérence des données. Si cela n’est pas réalisable, il est conseillé d’utiliser des capteurs ayant prouvé leur précision et leur fiabilité à travers diverses études de co-localisation face à des stations de référence ou ayant été évalués par des organismes indépendants.
À Paris par exemple, des microcapteurs ont été installés pour la mesure continue des particules PM10 et PM2,5 sur la Place de la Concorde, avec une inter-comparaison réalisée à la station Airparif des Champs-Élysées. Cette combinaison de technologies garantit une meilleure interprétation des données, notamment dans les zones à fort trafic ou dans les projets d’urbanisation. De même, il est relativement facile d’accéder à des études inter-comparatives entre divers fabricants et stations de référence, comme celles proposées par des organismes tels qu’AQ-Spec (Centre d’Évaluation de la Performance des Capteurs de Qualité de l’Air), Airparif (organisation chargée de la surveillance de la qualité de l’air dans la région de Paris), Sedema (Secrétariat à l’Environnement de la ville de Mexico), Ricardo (cabinet de conseil mondial offrant des solutions stratégiques, environnementales et d’ingénierie), NILU (Institut norvégien de recherche sur l’air), ou encore USEPA (Agence de Protection de l’Environnement des États-Unis), notamment.
Applications pratiques et futures des microcapteurs
Les microcapteurs se sont révélés utiles dans une large gamme d’applications :
- Surveillance autour des sites industriels, de construction ou des mines : Ces capteurs sont utilisés pour mesurer les immissions lors des processus de production ou des phases critiques des chantiers, comme la démolition ou le terrassement.
- Projets de développement urbain : Leur portabilité en fait une excellente option pour la surveillance dans des zones où les stations traditionnelles seraient difficiles à mettre en place ou là où une résolution spatiale plus élevée des mesures est nécessaire.
- Surveillance de la qualité de l’air lors d’événements temporaires : Lors de campagnes ponctuelles pour des événements ou des zones à forte pollution, les microcapteurs permettent d’obtenir des données en temps réel pour prendre des décisions rapides.
Avec l’intérêt croissant pour les dispositifs IoT, l’utilisation de microcapteurs s’étend également au niveau citoyen et industriel, offrant une vision plus détaillée et plus large de la qualité de l’air en temps réel.
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L’avenir des microcapteurs
À mesure que les micro-capteurs continuent de s’améliorer, leur adoption pour la surveillance de la qualité de l’air extérieur augmente. Le manque de standardisation et de reconnaissance réglementaire reste toutefois un obstacle. Des initiatives telles que le «Défi des micro-capteurs – AIRLAB » d’Airparif, la certification MCERTS ou le projet de certification INERIS/LNE encouragent le développement de ces dispositifs. De même, leur utilisation favorise la création de normes qui permettront de les utiliser de façon plus large et plus fiable.
En conclusion, les micro-capteurs de qualité de l’air ont significativement évolué, devenant un outil indispensable pour la surveillance environnementale. Leur capacité à compléter les réseaux officiels et à offrir des solutions plus économiques et flexibles, ainsi qu’une fiabilité accrue des données, assure un avenir prometteur pour le contrôle mondial de la qualité de l’air.