Les particules fines PM2.5 ont un impact important sur la santé – le système de capteurs Safera les mesure de manière fiable

La pollution de l’air, y compris les particules fines PM2.5, est le plus grand risque environnemental pour la santé en Europe selon l’Agence européenne pour l’environnement (AEE).

La pollution de l’air a un impact important sur la santé, en particulier dans les zones urbaines, où 96 % de la population a été exposée à des niveaux de PM2.5 supérieurs aux recommandations de l’OMS, l’Organisation mondiale de la santé.

Auparavant, des appareils de mesure coûteux étaient nécessaires pour mesurer les particules fines de manière fiable. L’entreprise finlandaise Safera a développé une nouvelle solution économique pour la mesure fiable et l’analyse des données relatives aux particules fines.

Les particules fines sont une pollution invisible de l’air, nocive pour la santé

Les particules sont divisées en deux catégories selon la profondeur à laquelle elles pénètrent dans le système respiratoire et le corps humain :

1. Les particules inhalables, c’est-à-dire les particules PM10
2. Les particules fines, c’est-à-dire les particules PM2.5

Les particules dont le diamètre maximal est de 10 micromètres sont appelées particules respirables ou particules PM10. Les plus grosses de ces particules inhalées restent généralement dans le pharynx et les parties supérieures des poumons, puis sont éliminées avec le mucus. Elles provoquent notamment une irritation des voies respiratoires supérieures.

Du point de vue de la santé, les particules de 2,5 micromètres ou moins sont plus dangereuses. Elles pénètrent plus profondément dans les poumons. Ces particules particulièrement nocives sont appelées particules fines ou particules PM2.5. Elles atteignent toutes les parties des poumons et ne sont pas évacuées avec le mucus comme les particules plus grandes.

Les plus petites particules fines, c’est-à-dire les particules PM1 (diamètre maximal de 1 micromètre), peuvent également passer des poumons dans la circulation sanguine.

Lorsqu’une personne respire des particules fines, celles-ci pénètrent dans les alvéoles et nuisent à la santé. C’est surtout leur petite taille et leur capacité à pénétrer profondément dans le corps qui provoquent des problèmes de santé, quelle que soit la composition des particules.

Il faut noter que lorsque la concentration PM10 est indiquée, elle inclut aussi la quantité de particules plus petites, donc PM2.5 et PM1. De même, la valeur PM2.5 inclut aussi la quantité de particules PM1. Pour évaluer les effets de la qualité de l’air sur la santé, l’appareil de mesure doit être capable de mesurer différentes tailles de particules et de reporter correctement la valeur, quelle que soit la distribution des particules dans l’air.

Il n’existe pas de limite sûre pour les particules fines

Les particules fines sont un risque sanitaire invisible, et leurs effets sur la santé ont été largement étudiés.

Elles peuvent provoquer un essoufflement, par exemple, et les personnes asthmatiques ou atteintes de maladies cardiaques ou respiratoires peuvent développer des symptômes graves. Les particules fines peuvent aussi provoquer un cancer du poumon.

Selon les nouvelles recommandations de l’OMS, l’exposition aux concentrations de particules fines PM2.5 devrait être inférieure à 5 μg/m ³ en moyenne annuelle et inférieure à 15 μg/m ³ en moyenne sur 24 heures.

Cependant, aucune limite sûre n’a été définie pour les particules fines : elles représentent toujours un risque pour la santé.

Les particules fines proviennent de nombreuses sources. Elles sont présentes presque partout, à l’intérieur comme à l’extérieur, ce qui rend difficile de ne pas les respirer. Il est donc important de connaître la quantité de particules fines dans l’air que l’on respire et de savoir comment réduire leur formation par ses propres actions.

<blockquote> <p>“Air pollution is the largest environmental health risk in Europe. It is a major cause of adverse health effects: for instance, air pollution causes and aggravates respiratory and cardiovascular diseases. Heart disease and stroke are the most common causes of premature deaths attributable to air pollution, followed by lung diseases and lung cancer.”</p> <p><a href="https://www.eea.europa.eu/publications/air-quality-in-europe-2022/health-impacts-of-air-pollution" target="_blank" rel="noopener">AEE, Agence européenne pour l’environnement</a></p> </blockquote>

AEE : qualité de l’air en Europe 2024

• 96 % de la population urbaine de l’UE est exposée à des concentrations dangereuses de particules fines (PM2.5).
• Le plan zéro pollution du pacte vert pour l’Europe vise à réduire d’au moins 55 % les décès prématurés dus aux PM2.5 d’ici 2030 par rapport aux niveaux de 2005. L’objectif final est que la pollution de l’air n’ait plus d’impact majeur sur la santé d’ici 2050.
• Les colégislateurs se sont accordés en février 2024 sur des normes européennes de qualité de l’air plus ambitieuses.

Source : Agence européenne pour l’environnement

OMS : pollution de l’air ambiant extérieur

• La pollution de l’air est l’un des plus grands risques environnementaux pour la santé des enfants.
• En 2019, 99 % de la population mondiale vivait dans des lieux où les niveaux recommandés par les lignes directrices de l’OMS sur la qualité de l’air n’étaient pas respectés.

Source : OMS

De nombreux appareils mesurent mal les particules fines : les plus dangereuses, donc les plus petites, ne sont pas détectées

De nombreux systèmes de ventilation utilisés aujourd’hui dans les bâtiments contiennent déjà des capteurs de particules fines, mais leur qualité varie fortement. Beaucoup de capteurs peu coûteux ne fournissent pas d’information fiable sur la quantité de particules fines dans l’air respiré.

Ces capteurs sont souvent conçus pour mesurer seulement les plus grandes particules fines, puis estiment la quantité des plus petites particules susceptibles d’être présentes dans l’air.

Le problème apparaît lorsque l’air contient principalement les particules les plus petites : le capteur n’est alors pas capable d’identifier un danger potentiel. Les plus petites particules fines, c’est-à-dire les particules PM1, qui sont les plus dangereuses pour la santé, peuvent rester totalement invisibles pour de nombreux capteurs. Les capteurs considèrent alors l’air comme plus propre qu’il ne l’est réellement.

Les capteurs PM2.5 de Safera sont conçus pour mesurer directement aussi les particules PM1, afin de produire un résultat fiable sur la qualité de l’air, quelle que soit la distribution des tailles de particules dans l’air.

Souvent, une collecte de données fiable exige aussi que l’électronique des capteurs et leurs algorithmes soient ajustés selon l’usage et l’environnement de l’appareil. Ce n’est pas possible avec des capteurs de particules universels. Grâce au système de capteurs développé par Safera et à un environnement de développement agile, les capteurs peuvent être ajustés et personnalisés rapidement selon l’application visée. Le résultat est un appareil de mesure durable, précis et fiable pour différents besoins.

Exemples pratiques d’adaptation des algorithmes à différents usages :

• Dans les hottes de cuisine, l’algorithme personnalisé tient compte des situations particulières dues à la cuisson, comme les fortes variations d’humidité et les changements de débit d’air, qui peuvent entraîner de grandes imprécisions avec des modules de capteurs génériques.
• Sur les chantiers de construction et de rénovation, un préfiltrage personnalisé combiné à des algorithmes adaptés améliore la durée de vie et la précision du module de capteur dans des conditions extrêmement sales.

Des capteurs de particules fines plus durables grâce au préfiltre

Safera possède une expérience de l’utilisation de capteurs de particules fines dans des environnements exigeants.

Les capteurs Safera ont par exemple été intégrés dans des hottes de cuisine, où ils doivent être protégés mécaniquement contre la saleté et la graisse. Pour répondre à ce besoin, nous avons développé des solutions de préfiltration conçues pour résister exceptionnellement bien à l’encrassement.

De nombreux fournisseurs de capteurs ne peuvent pas proposer de préfiltrage, car les algorithmes prêts à l’emploi ne savent pas en prendre en compte l’effet sur les résultats de mesure. Dans des conditions difficiles, ces capteurs s’encrassent et se cassent rapidement.

Une collecte de données fiable avec préfiltrage exige de l’expérience et une attention à de nombreux détails. Le préfiltrage doit être mis en œuvre de façon à ne pas modifier les résultats de mesure. Les algorithmes d’intelligence artificielle des capteurs doivent par exemple apprendre à prendre en compte l’encrassement progressif pendant le cycle de vie du préfiltre.

Les espaces où l’humidité varie et où l’air se déplace rapidement peuvent aussi être difficiles pour les capteurs qui mesurent les particules fines. Même dans ces cas, nous pouvons apprendre aux algorithmes à tenir compte de l’effet de ces conditions sur la mesure.

Vous souhaitez mesurer les particules fines ?

Avec les capteurs brevetés de Safera, même les plus petites particules fines peuvent être mesurées de manière fiable, et l’immunité des capteurs aux perturbations a été améliorée même dans les environnements exigeants.

Dans les environnements de travail, la mesure continue des particules fines est désormais possible avec la solution Safera DustHero, qui complète les mesures d’hygiène du travail par une surveillance continue de l’exposition.