Qualité de l’air : comment agir en temps réel sur notre environnement immédiat ?

10 juin 2021

Dossier

Les technologies du numérique et l’IA permettent d’agir en temps réel sur la qualité de notre environnement immédiat Les technologies du numérique et l’IA permettent d’agir en temps réel sur la qualité de notre environnement immédiat

Longtemps cantonnée aux rejets de CO2 et aux particules fines, la pollution environnementale intègre désormais l’ensemble des nuisances sensorielles ayant un impact sur l’être humain. Mais comment détecter l’invisible ? Quel peut être l’apport de la technologie du numérique dans ce domaine ? De la numérisation des sens humains à l’avènement d’une « intelligence environnementale », en passant par différents cas d’usage, nous vous disons tout sur le développement de l’analyse temps réel de la qualité de l’environnement.

La qualité de l’air, un enjeu de santé incontournable

La qualité de l’air est au centre de l’attention du grand public et des médias depuis de nombreuses années. L’impact sur la santé des rejets industriels, des émissions de particules liées à la circulation automobile ou bien encore des nuisances sonores sont désormais avérées et documentées. Ainsi, selon l’Organisation mondiale de la santé (OMS) et l’Environmental Protection Agency (EPA), 92% de la population vit dans des endroits qui dépassent les recommandations en matière de qualité de l’air, et on évalue à 8 millions de morts par an les victimes de la pollution, soit 12% de la morbidité mondiale.

Un air intérieur 2 à 5 fois plus pollué qu’à l’extérieur

La question de la qualité de l’air n’est pas qu’une affaire d’environnement extérieur. Comme nous passons 90% de notre vie à l’intérieur des bâtiments, nous sommes également exposés à différentes émissions polluantes issues des matériaux de construction, de la peinture ou du mobilier, du matériel bureautique, des produits ménagers ou tout simplement des rejets de CO2 occasionnés par une trop forte présence humaine dans les locaux. L’air intérieur n’étant pas isolé de l’air extérieur, l’effet « vase communicant » génère une plus forte concentration de polluants au sein des bâtiments (2 à 5 fois plus qu’à l’extérieur).

 

Une prise de conscience des pouvoirs publics

Pour les instances publiques, les enjeux liés à la qualité de l’air sont donc multiples. Il s’agit bien entendu de fournir aux citoyens un environnement plus sûr, plus sain et plus confortable, de réduire l’impact de l’activité humaine sur le réchauffement climatique, mais aussi de rétablir la confiance parmi la population fortement marquée par la pandémie Covid-19, par une certaine idée de la propreté de l’environnement immédiat. Le défi est de réussir à identifier en temps réel les différentes sources de nuisances ou d’insécurité (bruit, gaz, allergènes, pollution) pour agir efficacement contre elles, le plus rapidement possible.

Comment mesurer la détérioration de la qualité de l’air ?

Par définition, les sensations humaines d’inconfort ou de nuisance sont personnelles et intimes. Elles sont d’ailleurs très dépendantes de nos références culturelles. Il pourrait ainsi paraitre impossible d’objectiver de telles sensations par un système numérique. Pourtant, ces technologies existent. Des « nez » ou des « langues » électroniques permettent bien depuis de nombreuses années d’identifier des odeurs ou des saveurs.
Aujourd’hui, la société Rubix va un cran plus loin. Créée par Jean-Christophe MISFUD, cette start-up technologique cherche à reproduire dans le digital les processus humains de collecte et de traitement d’informations sensorielles, afin de délivrer une compréhension fidèle et objective de la qualité de notre environnement immédiat. L’odorat, la vision, l’ouïe et le toucher sont assurés par des micro-capteurs numériques capables d’identifier les stimulus extérieurs (odeur, bruit, son, lumière, température, humidité, vibration, pression…). La puissance de calcul du Big Data et des algorithmes propriétaires permettent ensuite de traiter l’ensemble de ces informations pour détecter d’éventuelles nuisances, identifier précisément leur source, alerter les autorités compétentes et déclencher des actions correctrices.

De multiples cas d’usage dans les entreprises

Les espaces intérieurs à forte fréquentation

Dans les aéroports, les gares, les centres commerciaux ou les grands magasins, la mesure de la qualité de l’air permet de garantir une expérience optimale des lieux, en limitant les sensations d’inconfort du personnel ou des visiteurs par exemple. Des capteurs de présence et de CO2 permettront par exemple d’adapter automatiquement le brassage d’air en fonction du niveau d’affluence. En plus de l’impact positif sur la santé des usagers, cette modulation de la GTB (Gestion Technique du Bâtiment) favorise les économies d’énergie et l’espacement des maintenances techniques.

Les sites industriels sensibles

Aux abords des industries, les micro-capteurs numériques sont désormais capables de capter des émissions de gaz, de pulvérulent ou d’odeurs, de les analyser en temps réel et de prendre les mesures de protection qui s’imposent. L’intelligence de ces « nez électroniques » est telle que les systèmes sont à même d’identifier la cause précise de la nuisance détectée : la soute restée ouverte d’un pétrolier en provenance de tel pays, des moteurs restés trop longtemps allumés, une fuite dans une cuve contenant tel ou tel produit, etc.

Les écoles et services publics

Une expérimentation a été mise en œuvre par la société Rubix dans une école de Paris. Cette expérimentation visait plusieurs objectifs : déterminer l’influence de l’air extérieur sur la qualité de l’air d’une salle de classe, mesurer les nuisances « perceptibles » ou « invisibles » auxquels étaient soumis les élèves, connaître le degré d’influence de ces nuisances sur l’état d’attention des enfants.

Sur le mois de mars, la classe a connu 5 journées de nuisances sonores extrêmes, 2 journées avec une sensation de froid importante, 1 journée d’agitation importante des enfants à cause d’un épisode de pollution élevée sur Paris et 1 journée où les élèves n’ont pas réussi à se concentrer sur leur travail, en raison de bruits importants venant de l’extérieur.

Ces relevés permettent de prendre conscience de l’impact de notre environnement immédiat sur la qualité de notre vie quotidienne et d’agir plus efficacement en adoptant les mesures appropriées.

Mesure de la qualité de l’air : quelles perspectives de développement ?

La pertinence des analyses de la qualité de l’air exige de couvrir plus finement l’ensemble des territoires surveillés. Le nombre de capteurs se développe, mais il reste encore trop limité pour créer de véritables écosystèmes intelligents. À l’échelle d’une ville, l’enjeu est de pouvoir cartographier l’ensemble des nuisances pour agir en temps réel sur les industries, les transports, le nettoyage des voies, l’aération des bâtiments publics, la désinfection d’un lieu contaminé, etc.

Une étape essentielle a déjà été franchie avec l’intelligence artificielle. À l’instar d’un être humain exercé, les systèmes actuels peuvent reconnaitre des odeurs, en déduire la cause et les actions à mener. Mais ils le font de manière plus rapide et surtout de manière plus exhaustive qu’un être humain. Dans le cas d’une odeur de brûlé, la technologie est par exemple capable d’identifier un problème de vitesse de rotation sur une machine. Peu d’humains peuvent prétendre en faire autant.

À l’avenir, il s’agira donc de multiplier les capteurs et de poursuivre l’alimentation des bases de données en « empreintes sensorielles », pour gagner encore en précision et en rapidité de traitement. En multipliant les suivis des émissions polluantes « invisibles », et demain sans doute l’analyse des émotions faciales de la population dans un lieu donné, l’ambition est de créer une symbiose complète entre les environnements devenus sensoriels et les personnes qui s’y trouvent. 

Vous souhaitez en savoir plus sur les enjeux de la mesure de la qualité de l’air ? Contactez les experts Hub One pour obtenir une réponse personnalisée.

Besoin de plus d'informations

Les technologies du numérique et de l'IA peuvent mesurer et limiter les nuisances sensorielles. des micro-capteurs numériques sont capables d’identifier les stimulus extérieurs (odeur, bruit, son, lumière, température, humidité, vibration, pression...). Associés au Big Data, ils permettent de traiter l’ensemble des informations, de détecter les nuisances, d'identifier leur source puis d'alerter. D'autre part, des sites internet proposent des cartes représentant la qualité de l’air dans chaque ville avec un indice indiquant la plus haute concentration des 5 cinq polluants analysés.
Pour connaitre le niveau de pollution, il est aujourd'hui possible, grâce à l’analyse de données localisées de connaître la qualité de l’air. Avec des données collectées par des applications et modélisées par des algorithmes, la qualité de l’air d’une ville, d’un quartier, d'un aéroport ou d'un bâtiment est scrutée et analysée finement. Certaines plateformes web aident également à cartographier les concentrations de polluants dans l’atmosphère. D’autres programmes européens surveillent ou prévoient la qualité de l’air comme c'est le cas pour " Copernicus", "Cite’Air", ou "ObsAIRve"
L’indice de qualité de l’air (IQA) permet d'informer sur la qualité de l'air le jour même ou le lendemain. La base de cet indice est différent de celle de l'indice de pollution. L'IQA se calcule à l'aide de capteurs capables de mesurer la présence de fines particules en suspension. Les appareils répondant aux standards PM2.5 et PM10, peuvent respectivement détecter des particules avec un diamètre inférieur à 2,5µm ou 1µm. Toutefois, Il n’existe pas de standard international.
La qualité de l'air est représentée par une valeur unique synthétisant différentes données collectées par des capteurs à intervalles réguliers. La pollution atmosphérique est définie par le Conseil de l'Europe (mars 1968) comme la présence d'une substance étrangère ou d'une variation importante de composants, susceptible de provoquer un effet nocif ou une nuissance. A ce titre L'OMS recommande des valeurs limites à ne pas dépasser.
La pollution environnementale intègre désormais l’ensemble des nuisances sensorielles ayant un impact sur l’être humain : rejets industriels, des émissions de particules, nuisances sonores... Il est aujourd'hui possible de modéliser l’odorat, la vision, l’ouïe et le toucher. Des micro-capteurs numériques assurent la mesure des odeurs, bruits, sons, lumières, températures, humidité, vibrations, pression, la modélisation par le calcul du Big Data et d'algorithmes traitent les données pour alerter sur d’éventuelles nuisances.
Jean-Sébastien MACKIEWICZ
Jean-Sébastien MACKIEWICZ

Directeur Business Line Solution Aéroportuaires

Jean-Sébastien MACKIEWICZ est Directeur de la Business Line Solutions Aéroportuaires chez Hub One. Il est en charge du développement de solutions digitales et logicielles visant à faciliter la gestion des opérations, de l’accueil du passager jusqu’au traitement des avions. Jean-Sébastien croit au management participatif et ambitionne de donner à son équipe un esprit de start up avec un maximum de projets communs. Attaché à son entourage, il passe du temps avec ses proches. Il aime particulièrement voyager dans les grandes capitales. Familier des nouvelles technologies, il possède une appétence pour les gadgets pilotables depuis son Smartphone !

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