Finistère Nerzh Connect

1.Contexte :

La mesure de qualité de l’air est un sujet particulièrement sensible : les résultats proposés seront comparés aux données produites par d’autres acteurs (Météo France, Air Breizh...), les résultats de ces mesures pouvant nécessiter de prendre des actions de prévention ou d’interdiction de certaines activités. De ce fait un soin particulier doit être pris dans :

• le sourcing des capteurs, les technologies de mesures proposées, la qualité des données ;
• le traitement des données ;
• leur représentation “métier” reprenant des seuils d’alertes définis par les organismes compétents ;

Les conditions environnementales et en particulier la qualité de l’air sont aujourd’hui des questions qui intéressent particulièrement le grand public. Les citoyens attendent légitimement une information fiable de la part des autorités sur les conditions sanitaires de l'environnement dans lequel ils vivent :

• taux des principaux polluants dans l’air ;
• taux en particules fines ;
• information sur les risques concernant les pollens (Allergies) ;
• information sur les risques liés aux radionucléides (en particulier le Radon en Bretagne).

La qualité de l’air ambiant est également fonction des conditions climatiques. L’implantation conjointe avec une station météo nous parait donc une approche judicieuse. Nous proposons une configuration qui permet d’avoir des informations précises sur les conditions météorologiques et sur les principaux polluants que l’on peut rencontrer dans l’air ambiant. Cependant pour deux des paramètres souhaités, il nous est impossible de répondre avec une solution fiable pouvant donner toute satisfaction :

• Les pollens : Il n’existe pas, aujourd'hui, de capteur de pollens susceptible de donner une information précise et fiable, en temps réel, du niveau de contamination aérobiologique. Le Réseau National de Surveillance Aérobiologique est en train de tester un capteur qui ferait ce travail. Les analyses faites avec ce dispositif sont réalisées par des analyses d’images (microscopie) alliées avec de l’Intelligence Artificielle. Au delà du fait qu’à l’heure actuelle ce dispositif en est au stade expérimental, le coût d’un tel appareil ne pourrait rentrer dans le cadre de notre projet (plusieurs dizaines de milliers d’euros). Le RNSA donne aujourd’hui sur son site les niveaux de risque dans l’ensemble du territoire français. Dans le Finistère les prélèvements sont faits à Brest. Les données fournies sont le résultat de prélèvements analysés en laboratoire. Il est par contre possible, contractuellement, de récupérer des données au format CSV à la périodicité souhaitée auprès du RNSA et de les intégrer dans une plateforme.
• Le radon : La problématique Radon, très présente en Bretagne, est aussi une des inquiétudes des citoyens. L’analyse du Radon répond à des normes bien précises (NF M 60-763, NF M 60-764, NF M 60-765, NF M 60-766, NF M 60-767, NF M 60-768, NF M 60-769,NF M 60-771, NF M60-772 Juillet 2012, NF EN ISO 11665-6 Janvier 2016, ISO/IEC17025:2017). Aucun dispositif aujourd’hui disponible sur le marché, donnant une mesure en continue, ne permet de répondre à ces exigences. Il existe néanmoins sur le marché, des dispositifs passifs, pour une analyse ponctuelle, qui sur un temps précis de prélèvement donnent une information certifiée. Ces dispositifs sont implantés dans un local dont on veut déterminer le taux de radon, après prélèvement. Ils sont envoyés en laboratoire qui donnera ensuite un résultat certifié.

2.Les capteurs proposés :

Mesure des conditions météorologiques :

la station météo DECENTLAB LORAWAN SENSOR DEVICE 11 PARAMETER WEATHER STATION :

Le produit proposé donnera les informations suivantes :

• Niveau de radiation solaire ;
• Précipitations ;
• Pression de vapeur ;
• Humidité relative ;
• Température ;
• Vitesse horizontale du vent ;
• Vitesse en rafale* ;
• Direction du vent ;
• Inclinaison ;
• Nombre de coup de foudre ;
• Distance moyenne éclair.

Cette station météo est autonome et fonctionne sur batterie. Elle est en polycarbonate, résistante aux UV et aux impacts et IP67. Ses dimensions sont 80 x 35 x 70 mm.

Mesure de la qualité de l’air / Particules fines :

MESURE DES PARTICULES FINES PM1 / PM2,5 / PM10 : LORAWAN OUTDOOR PM AND ENVIRONMENTAL SENSOR MCF-LW12TERPM :

Les particules fines sont d’origines naturelles ou humaines et existent en différentes tailles, les particules grossières (supérieures à 10 microns), les particules PM10, PM2,5 et PM1 (les plus dangereuses pour notre santé). Ces particules représentent un risque pour notre santé en raison de leurs petites tailles qui leurs permettent de pénétrer profondément dans notre organisme. Elles peuvent être à l’origine d’inflammations, de maladies cardiaques et l’appareil prévu dans le projet mesure :

• les PM1 et PM2,5 avec une précision de +/- 10% ;
• les PM 10 avec une précision de +/- 30%.

Il est à noter que les conditions météorologiques influent de manière très importante sur la précision des mesures. (Taux d’humidité, vent, température...), les marges d’erreurs données ici sont donc tout à fait cohérentes et acceptables pour ce type de dispositifs. Cet appareil mesure également la température, la pression et l’humidité, données qui sont ensuite utilisées pour les corrections. Le capteur MCFLW12TERPM est autonome énergétiquement car alimenté par un panneau solaire. Il est de classe IP 33 (résistance à des chocs de particule > à 2,5 mm). Ses dimensions sont : 210 x 310 x 200mm.

Mesure de la qualité de l’air / Polluants gazeux :

MESURE DES POLLUANTS ATMOSPHERIQUES : DECENTLAB AIR CUBE (4 capteurs électrochimiques de polluants gazeux) :

Les principaux polluants gazeux sont :

• O₃ (Ozone)
• NOx (Oxydes d'azote)
• COV (Composés Organiques Volatiles)
• SO₂ (Dioxyde de soufre)
• CO (Monoxyde de carbone)
• NH₃ (Ammoniac)
• H₂S (Sulfure d’Hydrogène)

Ils sont responsables d’impacts sanitaires importants mais aussi d’impacts environnementaux. Nous proposons ici un appareil permettant de mesurer 4 polluants (au choix dans une liste des analyses possibles ( CO, H₂S, NO₂, NO, O_x, SO₂).

3. La plateforme applicative Gestion de qualité de l’air :

Nous proposons la plateforme Sensing Vision Weather & Air Quality Suite :

La plateforme applicative de gestion de qualité de l’air Sensing Vision Weather & Air Quality Suite, reprend le socle technologique de la plateforme Sensing Vision Energy Suite. Les modules suivants seront repris :

• multi-entités ;
• multi utilisateurs (gestion des droits) ;
• acquisition des données des capteurs (décodage de la trame LoRaWAN) ;
• acquisition des données externes concernant les conditions météo (par point de mesure) ;
• acquisition des données externes concernant les prévisions météo.

Sensing Vision Weather & Air Quality Suite, va nécessiter des développements complémentaires suivants :

• décodage spécifique des trames LoRaWAN pour chaque capteur intégré effectivement sur la plateforme ;
• représentation graphique des données brutes collectées ;
• calcul spécifique d'agrégats pour proposer une représentation significative ;
• identification des seuils et des risques associés.

Enfin, dans le cadre du projet, la plateforme Sensing Vision Weather & Air Quality Suite sera hébergée dans le Data-center du SDEF. Le réseau de collecte utilisé sera le réseau privé LoRaWAN déployé dans le cadre du projet. La plateforme Sensing Vision Weather & Air Quality Suite est modulaire et permet de traiter des capteurs plus ou moins complexes pour une collectivité ou un territoire. Le modèle financier proposé dans le cadre de ce projet est le suivant :

• une licence applicative de base activant la solution des capteurs LoRaWAN de mesure de qualité de l’air ;
• des études et développements complémentaires en fonction des capteurs sélectionnés ;
• une licence applicative par indicateur, un capteur peut mesurer plusieurs paramètres. Le nombre de paramètres mesurés impacte la complexité des traitements, et la richesse fonctionnelle de la solution.