Quelles sont les limites des micro-capteurs optiques ?

Différence entre la mesure réglementaire et la mesure par micro-capteur

Il est important d'avoir en tête que les mesures réalisées à l’aide de micro-capteurs ne sont pas les mêmes que celles réalisées à l’aide de stations de mesures réglementaire ou d’analyses en laboratoire.

La mesure réglementaire est basée sur une pesée des particules et retourne une concentration par unité de volume [µg/m3]. Les micro-capteurs de particules actuels de la Captothèque (MOBI et FIXI) sont basés sur une mesure optique qui comptent les particules à partir de la déviation d'un faisceau laser. Le signal est ensuite converti en masse en assumant un facteur de conversion nombre/masse.

Pour simplifier et illustrer la différence entre ces deux types de mesure, une analogie avec le poids d’un groupe de personne dans un ascenseur peut être établie :

Dans le cas de la mesure réglementaire on pèse le poids total du groupe de personne ou chaque individu un par un. Dans le cas de la mesure optique par micro-capteur, on compte les personnes présentent dans l’ascenseur puis on assume que le poids moyen de chacun est de 65kg. Mais si dans l’ascenseur se trouvent seulement des adultes ou seulement des enfants, le poids de l’ensemble du groupe sera forcément différent.

C’est la même chose pour les particules. Suivant la composition chimique, certaines ont un poids plus léger que d’autres. Il est donc normal d’avoir un écart entre les mesures issues d’un micro-capteur et celle issue d’un analyseur homologué.

Ainsi, les micro-capteurs permettent d’obtenir une concentration massique en particules fines dans l’air ambiant indicative et en temps réel mais n’informent en aucun cas sur une valeur référentielle ni sur la nature chimique des molécules qui peut être très variée et déterminée uniquement à l’aide d’analyses chimiques poussées.

Limite de détection et de quantification

En termes de limite de détection/quantification (correspondant à la concentration minimum à partir de laquelle le capteur est capable de détecter et de compter les particules dans l’air), lorsque les capteurs sont neufs, il est possible d’atteindre des seuils de détection de l’ordre de  1 µg/m3. Cependant, avec l’usage et le temps, le détecteur optique de ces capteurs à tendance à s’encrasser, pouvant entrainer une dérive de la mesure. Il est donc important de veiller à limiter l’encrassement du système de mesure (ex : éviter de le placer au niveau des émissions directes de fumées) et à l’intercomparer régulièrement (travail effectué par Atmo-AuRA).

Ce type de capteur est ainsi adapté au diagnostic instantané et qualitatif. L’idée est d’évaluer, non pas une mesure ultraprécise, mais plutôt l’évolution dynamique en temps réel de la pollution en particules avec néanmoins un bon niveau de fiabilité et de précision. Distribués en grand nombre sur le terrain, ils peuvent ainsi aider à une meilleure compréhension des émissions de particules et de leur dynamique spatio-temporelle. Ainsi, cette mesure complète mais ne se substitue en aucun cas à la prévision journalière de qualité de l’air fournir par Atmo AuRA basée sur la mesure de trois polluants à l’aide d’outils d’analyse différents.

Pour plus d’info sur les indices de qualité de l’air fournit par ATMO : https://www.atmo-auvergnerhonealpes.fr/article/indices-de-qualite-de-lair.