Capteur de pollution : état de l'art et essais expérimentaux

Transcription

1 Ministère de l Écologie, du Développement Durable et de l Énergie Direction Régionale et Interdépartementale de l Équipement et de l Aménagement CETE Île-de-France Site de Trappes Capteur de pollution : état de l'art et essais expérimentaux Opération de recherche SERRES mars 2013 CETE Ile-de-France CETE Ile-de-France Salim SRAIRI, Rudy DEYZAC, Dominique GUICHON

2 Plan de l exposé I Objectif II Présentation du capteur Observ AIR A Principe de fonctionnement B Essais expérimentaux III Présentation du capteur CAIRSENS A Essais préliminaires B Essais en statique C Essais en dynamique IV Conclusion et perspectives

3 Objectifs Opération de recherche SERRES. Mesures simultanées des trafics et des nuisances associées. Nouveaux capteurs de pollution. Moins coûteux et beaucoup moins encombrant que les stations de référence.

4 Recherche bibliographique les capteurs électrochimiques; les capteurs à chimiluminescence; les capteurs à photométrie ultraviolet (ou absorption ultraviolet); les capteurs à semi-conducteurs,..

5 Présentation du capteur Observ Air L Observ Air qui a fait l objet de notre étude est un capteur grand public. Dix capteurs identiques de mesure de la pollution de l'air (Ozone, NO2,CL2). Les concentrations en dioxyde d azote (NO2) et en ozone (O3) contenus dans l air ambiant. L Observ Air est constitué d un capteur électrochimique ainsi que d une mémoire intégrée permettant de stocker des mesures sur une période de dix mois.

6 Principe de fonctionnement Deux modes de fonctionnement : Le mode montre Le mode mesure Le premier indique la pollution seulement si le premier seuil d information ou d alerte (50 ppb ou 100g/m3 en O3 et NO2) a été dépassé. Le second mesure en continu la concentration en O3 et en NO2 ainsi que le temps d exposition.

7 Présentation du capteur l Observ Air L Observ Air est accompagné d un logiciel de visualisation des données de mesure des polluants.

8 Essais expérimentaux Essais préliminaires Test en environnement peu pollué

9 Essais expérimentaux Essais préliminaires Test en environnement peu pollué

10 Essais expérimentaux Essais préliminaires Test en environnement extérieur

11 Essais expérimentaux Test thermique Essais préliminaires Test à basse température : une température de 15 C.

12 Essais expérimentaux

13 Essais expérimentaux Compte tenu des problèmes rencontrés lors des essais expérimentaux, nous avons pris contact avec le fournisseur pour avoir plus d'informations sur ces capteurs. Durée de vie d'un an, nécessité de le ré-étalonner A cela s'ajoute des problèmes de batterie : nécessité d'une mise sous tension périodique En conséquence, Cairpol a procédé à un échange des produits défectueux

14 Présentation du capteur CAIRSENS A titre gracieux et pour une durée de trois mois, nous avons obtenu un prêt de sept capteurs de type Cairsens de la part de la société Cairpol. Le capteur Cairsens est une version évoluée du capteur Observ air.

15 Banc d essais

16 Banc d essais Régulateur Diluteur Entrée sortie mélange gazeux et du Bulleur

17 Banc d essais

18 Essais expérimentaux Variation de la concentration d'un mélange de NO et NO2

19 Essais expérimentaux Essai avec lumière

20 Essais expérimentaux Position du ventilateur du capteur en sens inverse du déplacement du véhicule

21 Essais expérimentaux

22 Essais expérimentaux

23 Conclusion et perspectives Les différents essais nous ont permis de caractériser les capteurs de pollution Observ air et Cairsens. Les Observ air présentent un écart de mesure très important au par rapport à une station qui sert de référence. Les Cairsens indiquent des valeurs beaucoup plus proches de la référence. La plage de mesure peut être un inconvénient pour la mesure dans des sites très pollués.

24 Conclusion et perspectives Il est à noter que les capteurs dont nous disposions possédaient une plage de mesure entre 0 et 250 ppb. Il existe une version des capteurs avec une plage comprise entre 0 et 5 ppm disponible sur demande spéciale. Il serait alors possible de faire des mesures sur des sites pouvant être fortement pollués. Les deux générations de capteurs ont une autonomie d une trentaine d heures. En plaçant les capteurs près d une station SIREDO, nous avons pu recueillir simultanément des données trafic et de pollution pour les corréler. Nous avons constaté que des pics de pollution apparaissaient, comme attendu, en même temps que les pics de trafic routier.

25 Perspectives Instrumenter en recueil de données trafic et capteurs de pollution de l air dans un tunnel en Ile-de-France. Analyse spatio-temporelle notamment pendant les heures de pointe du matin et du soir.