Développement d’un banc instrumenté pour l’évaluation des performances métrologiques des µ-capteurs « air »

L’arrivée sur le marché de nouvelles technologies (capteurs permettant de réaliser un diagnostic rapide de la qualité de l’air) nécessite, pour répondre à la demande des fabricants et des utilisateurs, le développement d’un banc instrumenté pour l’évaluation de leurs performances métrologiques.

Bien que répondant à un besoin évident, les outils de contrôle de la qualité de l’air souffrent d’un manque d’acceptation et/ou de reconnaissance, en particulier en lien avec les questionnements des utilisateurs finaux : quels niveaux d’informations sont fournis par ces outils ? Quelle est la qualité et la fiabilité de cette information ? Comment la démontrer ou comment s’en assurer ?

Depuis plusieurs années, ces instruments de mesure en continu, in situ ou sur site, se sont largement développés et implantés dans de nombreux secteurs d’activité (environnement, agroalimentaire, contrôle de procédés…) pour disposer d’informations sur l’évolution en temps réel des mesures et des expositions humaines ainsi que sur les tendances à court et long termes.

La qualité de l’air (ambiant, intérieur, des lieux de travail…) peut être impactée par un nombre important de polluants de nature très différente (organiques, inorganiques…). Pour cette raison, des capteurs ont été mis au point afin de pouvoir mesurer rapidement et en temps réel, la concentration de ces polluants. L’attractivité et les possibilités offertes par ces capteurs sont multiples. Par exemple, leur faible taille et le développement de leur connectivité les inscrivent dans les outils identifiés pour mieux sensibiliser et impliquer les citoyens dans les enjeux liés à la qualité de l’air.

Ainsi, ces objets connectés, miniaturisés et portables sont amenés à être utilisés pour prendre des décisions alors que la communauté scientifique met régulièrement en avant des éléments montrant un manque de fiabilité des données émises par ces objets.

L’évaluation des performances métrologiques de ces instruments est donc devenue un véritable enjeu pour s’assurer de la qualité et de la fiabilité de leurs mesures réalisées dans l’environnement, l’industrie, les laboratoires…

L’objectif de cette étude était donc de développer un banc instrumenté pour l’évaluation des performances métrologiques de ces µ-capteurs « air », afin de conduire à l’amélioration de la qualité de leurs mesures.

Le LNE a développé une plateforme métrologique instrumentée et des protocoles d’évaluation des performances métrologiques des systèmes capteurs dans un environnement contrôlé en température et humidité relative pour les particules. La mise en place d’une instrumentation spécifique associée à la génération d’aérosols et aux mesures de référence autour d’une chambre d’exposition a été réalisée. Elle est composée de trois parties : une partie permet la production d’un aérosol, une seconde concerne les instruments de référence et une troisième est constituée de la chambre d’exposition. Cette dernière est composée de deux zones. La première zone permet l’injection de l’aérosol et son mélange à l’aide de 4 ventilateurs pilotables. La seconde zone est séparée de la première à l’aide d’un nid d’abeilles et permet l’exposition des systèmes capteurs.

La nécessité de développer une plateforme métrologique instrumentée équivalente pour la phase gazeuse est apparue. La configuration d’une telle plateforme s’apparente à une chambre de simulation atmosphérique dédiée à l’analyse de la phase gazeuse.

• L’évaluation des performances métrologiques conduira à l’amélioration de la qualité des mesures effectuées avec les µ-capteurs « air »
• Disposer de données de qualité de l’air fiables permettra par exemple, de pouvoir comparer les données de qualité de l’air dans le temps et dans l’espace et d’identifier des changements dus à la mise en application des politiques environnementales (air ambiant, air intérieur, air des lieux de travail…).

Associations Agréées de Surveillance de la Qualité de l’Air (AASQA)