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Comment la mesure des particules va devenir omniprésente dans nos bâtiments ?

Ces dernières années, nous avons pris conscience que l’air intérieur des habitations, bureaux, locaux commerciaux et bâtiments industriels pouvait être davantage pollué que l’air extérieur aux abords des axes de circulation routière. L’air intérieur est chargé de nombreuses substances, principalement de particules de matière (PM), de gaz et de composés organiques volatils (COV) issus des matériaux de construction, du mode de chauffage et de l’activité humaine, mais aussi de l’apport d’air extérieur.

La détection des particules dans les bâtiments prend une part de plus en plus importante en raison des exigences réglementaires et gouvernementales.

Alors, comment la mesure des particules va devenir omniprésente dans nos bâtiments ?

Quels sont les impacts des particules sur la santé ?

La dégradation de la qualité de l'air intérieur peut être dangereuse pour les jeunes enfants, les personnes âgées et les personnes dont le système immunitaire et/ou les voies respiratoires sont affaiblies. En effet, l'air qui contient un nombre élevé de particules peut déclencher des crises d'asthme ou entraîner une irritation des yeux, du nez et de la gorge, de la toux, des maladies cardiaques et d'autres problèmes de santé.

La tailles des particules a-t-elle une importance ?

Notre nez est capable de filtrer des particules supérieures à 10 µm (micromètres), les particules inférieures atteignent les bronches et en dessous de 2,5 µm, elles continuent leur chemin jusqu’aux alvéoles pulmonaires. Celles inférieures à 1 µm passent la barrière alvéolo-capillaire et se propagent dans le sang.

Ces constatations ont permis d'établir une classification des particules sous les appellations PM10, PM2,5 et PM1

Les PM10 (appelées particules grossières) ont un diamètre compris entre 10 µm et 2,5 µm. Cette catégorie comprend les poussières, les grains de pollen et les spores de moisissure, les résidus de combustion et toutes autres matières en suspension. 

Les PM2,5 (appelées particules fines) désignent les particules de matière (PM) d'un diamètre inférieur à 2,5 µm soit environ 3 % du diamètre d'un cheveu humain. Les particules de cette catégorie sont si petites qu'elles ne sont détectées qu'au microscope électronique. Ces particules peuvent se loger plus profondément dans les poumons au niveau des alvéoles et causer des maladies à long terme.  Ces particules comprennent la fumée, le brouillard, les bactéries, les poussières fines et les gouttelettes de liquide.

Les PM1 inférieures à 1 µm (appelées particule ultrafines) passent dans le sang et peuvent impacter n’importe quel organe du corps humain. On peut compter parmi elles, les nanoparticules, les virus ou encore les gaz d’échappement.

Diamètres des PM2,5 et PM10 comparés à un cheveu humain

 

Quels sont les seuils de concentration de particules admissibles par l’organisme ?

Les seuils d’exposition recommandés par l’OMS (Organisation Mondiale de la Santé) sont les suivants :

Matières particulaires fines (PM2,5)

10 μg/m3 moyenne annuelle
25 μg/m3 moyenne journalière

Matières particulaires grossières (PM10)

20 μg/m3 moyenne annuelle
50 μg/m3 moyenne journalière

 

Comment mesure-t-on les particules ?

En France, les mesures de la qualité de l’air extérieur sont confiées à des Associations Agréées de Surveillance de la Qualité de l’Air (AASQA). Elles utilisent des moyens de mesure sophistiqués, réglementés et extrêmement coûteux. Ces appareils extrêmement puissants analysent de nombreux polluants simultanément et notamment les particules. La mesure de ces dernières est effectuée à aide d’une méthode basée sur absorption des rayonnements Béta.

Les compteurs de particules destinés à la mesure des particules en intérieur utilisent de la radiométrie optique. Ils mesurent la diffraction de lumière lorsque celle-ci rentre en collision avec les particules. Associés à un algorithme de discrimination, ils sont ainsi capables d’identifier le type et la taille des particules selon l’angle de diffraction mesurée.

Ces appareils apparus à la fin des années 50 étaient dotés de sources lumineuses à ampoules à filament. D’autres technologies ont suivi comme les lampes à iode et les tubes à plasma.  Aujourd’hui, ces compteurs optiques ont adopté comme sources lumineuse des LED ou des diodes LASER, plus économes en énergie et moins coûteuses.

Quelles sont les dernières innovations ?

Les derniers développements basés sur les technologies LED ou LASER et l’arrivée de l’internet des objets ont permis à certains fabricants spécialisés dans la photo-détection, comme Honeywell, Omron, Mitsubishi Electric, mais aussi à de nouveaux acteurs spécialisés dans la mesure de la qualité de l’air comme Sensirion ou EcoLogicSense de développer des modules capteurs de particules abordables et économes en énergie. On les retrouve aujourd'hui dans un certain nombre d’applications des stations de mesure de la qualité de l'air connectées aux systèmes de purification de l’air jusqu'aux appareils de mesure.

 

A quel point la mesure des particules va immiscer dans nos vies ?

Dans les années à venir, les systèmes de surveillance de la qualité de l’air dans les bâtiments vont devenir omniprésents et feront partie intégrante des projets Smart building et Domotiques.

Actuellement, la législation à pour ligne de mire les établissements accueillant du public sensible, centre de loisirs, établissements d’enseignement, crèches etc.

Selon le décret n°2015-200 publié le 17 aout 2015, les obligations de surveillance se mettent en place progressivement :

  • 1erjanvier 2018 pour les écoles maternelles, élémentaires et crèches,
  • 1erjanvier 2020 pour les accueils de loisirs et les établissements d’enseignement du second degré
  • 1erjanvier 2023 pour les autres établissements.

Les pouvoirs publics n’en resteront certainement pas là. D’autres établissements devront adopter la discipline notamment les entreprises pour améliorer la santé et le bien-être de leurs salariés. Et puis, le monde résidentiel n’y échappera pas non plus, du fait de la prise de conscience collective…

Ainsi, on peut envisager un avenir serein pour le développement des systèmes de mesure et de traitement de la qualité de l’air.

Sources :

https://www.anses.fr/fr/system/files/AIR2007et0006Ra.pdf

https://eduscol.education.fr/sti/sites/eduscol.education.fr.sti/files/concours-examens/9625/9625-sujet-sti2d-nc-nov2017.pdf

 

nicolas.brunet n'a pas encore rempli le champs " à propos de moi" ...

11 Feb 2020, 13:33

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