1- La pollution aux particules fines :
Les particules fines PM10 & PM2,5
Impacts sur la santé humaine
Origines des particules Pics de pollution aux particules Persistance des particules en suspension dans l'atmosphère Plus d'informations / liens utiles
2- Les relevés de particules fines sur Saint-Malo : le réseau YADUSMOG
Le choix Lufdaten : un capteur OPEN SOURCE qui se déploie dans le monde entier
Durée de vie et coût du capteur
Les mesures de l'humidité (hygromètre) et de la température : pour quoi faire ?
La mesure du vent et de sa vitesse : pour quoi faire ?
Documentation scientifique à propos de ces capteurs
Monter son capteur d'air OPEN SOURCE Lufdaten
Tutoriel de montage -Conseils d'installation – Boîtier
3- Objectifs du projet lufdaten & YADUSMOG :
L'air : un bien commun
Pourquoi et comment participer
Monter son capteur
Effectuer une veille citoyenne
Prendre des photographies avec l'application
Elargir aux communes environnantes ?
L'amélioration des capteurs et le réseau LORA
4- La pollution une expérience visuelle : l'application de réalité virtuelle et son utilité
1- La pollution aux particules fines :
Les particules fines PM10 & PM2,5
Les capteurs installés sont des capteurs de particules fines qui mesurent les PM 10 et les PM 2,5 (abréviation PM qui provient de l'anglais "Particulate Matter" ). L'appellation "PM10" désigne les particules dont le diamètre est inférieur à 10 micromètres (noté µm,1 µm = 10-6 m c'est-à-dire 1 millionième de mètre ou encore 1 millième de millimètre ). Le diamètre des particules fines PM2.5 et PM1 sont inférieurs respectivement à 2.5 et à 1 µm (micron). Très légères, elles peuvent rester plusieurs jours en suspension dans l’air.
Les particules d'un diamètre aérodynamique supérieur à 10 micromètres sont retenues par les voies aériennes supérieures (nez, bouche) ;
- les PM10, particules dites « respirables » incluent les particules fines, très fines et ultrafines et peuvent pénétrer dans les bronches ;
- les PM2,5 incluent les particules très fines et ultrafines et pénètrent dans les alvéoles pulmonaires ;
- les PM1,0 incluent les particules ultrafines et peuvent passer la barrière alvéolo-capillaire.
Les lignes directrices relatives à la qualité de l’air sont :
Polluant |
| Lignes directrices de l'OMS |
PM2.5 | moyenne annuelle | 10 µg/m³. |
| moyenne journalière | 25 µg/m³ (pas plus de 3 dépassements par an autorisés). |
PM10 | moyenne annuelle | 20 µg/m³. |
| moyenne journalière | 50 µg/m³ (pas plus de 3 dépassements par an autorisés). |
Impacts sur la santé humaine :
Plus les particules sont petites, plus elles pénètrent facilement dans nos poumons. Un taux élevé de particules fines et ultrafines dans l'air est facteur de risque sanitaires (maladies cardio-vasculaires, altération des fonctions pulmonaires, cancer du poumon). Il a un effet direct sur la diminution de l'espérance de vie.
Les effets sur la santé se font sentir à court, mais surtout à long terme :
- exposition de courte durée : on peut voir apparaître des réactions inflammatoires des poumons, des symptômes respiratoires et des effets néfastes sur le système cardiovasculaire.
- exposition de longue durée : les effets sont ici plus importants comme l’aggravation de l’asthme, toux et bronchites chez les enfants, d’une réduction des fonctions pulmonaires et d’une réduction de l’espérance de vie (mortalité cardio-pulmonaire et cancer des poumons).
L’Organisation mondiale de la santé (OMS) considère qu’il vaut mieux ne pas dépasser le seuil de 25 μg/m3 en moyenne sur 24 heures pour les particules 2,5, et de 50 μg/m3 en moyenne sur 24 heures pour les PM10.
Les particules sont d'origines humaines (anthropiques) et/ou naturelles :
Des particules d'origine naturelle trouvées en haute et moyenne altitude proviennent principalement d'éruptions volcaniques et de l'érosion éolienne naturelle ou issues de l'avancée des déserts parfois d'origine anthropique ; dans ces deux derniers cas, ce sont les tempêtes de sable et poussière qui en sont la principale origine. Les feux de forêts, de brousses, savanes ou prairies en sont une autre source, très importante dans certains pays (Brésil notamment). Une petite quantité provient de la végétation (pollens…) et des embruns. Les activités humaines, telles que le chauffage (notamment au bois), la combustion de biomasse à l'air libre, la combustion de combustibles fossiles dans les véhicules, les centrales thermiques et de nombreux procédés industriels génèrent également d'importantes quantités d'aérosols, qui sont en augmentation nette depuis deux siècles.
Des conditions météorologiques anticycloniques, avec des températures très froides, favorisent une pollution due aux particules. En période hivernale, des masses d’air froid sont fréquemment bloquées près du sol (inversion de température). Les inversions de température à basse altitude constituent des « couvercles » qui souvent aggravent les effets de la pollution atmosphérique, particulièrement en cas de vent faible ou d'absence de vent. La dispersion atmosphérique est alors médiocre et l’accumulation des polluants est favorisée. Les particules et les polluants à l’origine de la formation des particules sont émis principalement par les systèmes de chauffage et le trafic routier, les pratiques agricoles et l’industrie.
Les particules peuvent demeurer dans l'atmosphère plus ou moins longtemps, selon leur taille et leur stabilité. D'autres facteurs peuvent influer sur leur durée de séjour dans l'air, par exemple les précipitations qui accélèrent leur élimination de l'atmosphère. Les particules fines (fraction des PM10 de taille comprise entre 10 et 2,5 micromètres) retombent lentement. À titre d'exemple, la vitesse de chute d'une particule de diamètre aérodynamique de 10 µm est de 3 mm/s en air calme, ce qui est faible par rapport à des courants d'air pouvant à tout moment les remettre en suspension. En l'absence de tout mouvement d'air, la durée de séjour dans l'air de ces particules grossières est de l'ordre de 1 jour. Ce sont les particules très fines (fraction des PM1 de taille comprise entre 1,0 et 0,1 micromètre) qui restent le plus longtemps en suspension dans l'atmosphère, jusqu'à 1 semaine environ. Elles peuvent ainsi être transportées sur de longues distances. Elles ne sont pratiquement éliminées que par les précipitations et ont le temps de s'accumuler dans l'air.
Dans le cas des particules ultrafines (ou nanoparticules PM0,1), d'autres facteurs, qui accélèrent leur élimination de l'atmosphère, interviennent. Leur durée de séjour est très courte, de l'ordre de quelques minutes à quelques heures.Certaines pollutions atmosphériques engendrées par diverses sources peuvent subsister longtemps après la fin des émissions, et éventuellement s'associer ou combiner leurs effets (ex : pollution acido-particulaire). Même des émissions locales peuvent polluer l’air très loin de leur lieu d'origine.
Plus d'informations / liens utiles :
La pollution atmosphérique une des premières causes environnementales de décès par cancer, selon le CIRC : Communiqué de presse no 221 du CIRC
https://www.iarc.fr/wp-content/uploads/2018/07/pr221_F.pdf
Seuil et réglementation :
Union européenne :
https://www.airparif.asso.fr/reglementation/normes-europeennes
United States Environmental Protection Agency :
https://www.epa.gov/pm-pollution
https://www.epa.gov/pm-pollution/particulate-matter-pm-basics
OMS Ambient (outdoor) air quality and health World Health Organization
https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/ambient-(outdoor)-air-quality-and-health
Prev'air :
ASQAA:
https://www.lcsqa.org/fr/aasqa
Page wikipedia sur les Particules fines :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Particules_en_suspension
https://www.respire-asso.org/particules-en-suspension-pm10-pm-25/
https://www.respire-asso.org/tout-savoir-sur-la-pollution-de-lair/
Le Grand smog de Londres :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Grand_smog_de_Londres
2- Les relevés de particules fines sur Saint-Malo :
le réseau YADUSMOG
Le choix du capteur Lufdaten : un capteur et un logiciel OPEN SOURCE qui se déploie dans le monde entier
Le laboratoire de fabrication numérique (OK Lab - association citoyenne) de Stuttgart a, depuis 2015 développé un capteur open source et effectue une analyse de ce projet de science citoyenne et participative.
Nous avons choisi de mettre en place des capteurs de particules fines selon le modèle proposé par le OK-Lab Stuttgart et ce pour plusieurs raisons :
- le code est disponible en OPEN SOURCE sur GitHub et site internet du projet LUFTDATEN
Il suffit pour cela de commander les différentes pièces et d'assembler le capteur puis de le « flasher » pour que celui-ci récupère des données.
- de nombreux particuliers et associations ont choisi ce capteur, à travers le monde, ce qui permet d'obtenir des comparaisons en temps réel, et d'effectuer ensemble une veille technologique sur ce projet.
Il s'agit d'alerter le grand public et les politiques, mais également de pouvoir apporter un regard citoyen à grande échelle sur la production et dispersion des particules fines. De par sa facilité de montage et de programmation, ce capteur rend très accessible la production de données et leur partage à grande échelle.
Durée de vie et coût du capteur :
Le capteur à laser lufdaten, avec hygromètre et thermomètre intégré, utilise un capteur NOVA SDS011. Il possède des sorties numériques pour le PM10 et les PM2,5.
Le capteur SDS011 utilise un procédé de détection optique et un ventilateur intégré. Le capteur SDS011 a une durée de vie de 8000 heures selon ses spécifications. C’est pourquoi le firmware (logiciel) le met en route pour 20 secondes toutes les 150 secondes. La durée de vie théorique est ainsi multipliée par 7,5. Normalement, le capteur peut donc fonctionner pendant 4-5 ans.
Le détecteur de particules fines consomme environ 1 Watt. S’il fonctionne en permanence toute l’année, on obtient (1 Watt x 24 heures x 365 jours)/ 1000 = 8,76 kWh soit environ 2,50 € par an.
Pour monter son capteur Lufdaten : compter une vingtaine d'euros, sans le boiter à fabriquer soi-même
Les mesures de l'humidité (hygromètre) et de la température : pour quoi faire ?
Chaque capteur est relié à un hygromètre qui mesure le taux d'humidité. En effet, l'humidité a une influence. Des conditions météorologiques plus ou moins sèches ont une influence sur la suspension en l'air des particules. Une humidité relative importante (proche de 100%) participe au « lessivage » des particules vers le sol. Celles-ci sont amenées à être plaquées vers le sol plutôt que de rester en l'air en suspension. A contrario des conditions plus sèches peuvent favoriser les émissions de particules fines et leur remise en suspension dans l'air, par ventilation.
La mesure du vent et de sa vitesse : pour quoi faire ?
Nous avons ajouté un paramètre sur l'interface de l'application. Il s'agit du vent. Celui-ci n'est pas mesuré par chaque capteur mais nous récupérons les données OPEN SOURCE sur un site de météorologie en temps réel.
Cela permet de visualiser en temps réel la force du vent et le nombre de particules mesurées. En effet la vitesse du vent à une influence sur les émissions de particules fines, spécialement lors d'épisodes météorologiques plus secs. Les vents et les vents forts peuvent participer et aider à l'émission de particules, notamment par la remise en suspension de particules tombées au sol.
Documentation scientifique relative à ces capteurs :
Un mathématicien membre du OK Lab de Stuttgart a programmé un site internet qui résume et explique toute la démarche avec de vraies évaluations mathématiques:
Le projet est entièrement open source, le code source et le fonctionnement de l'API sont disponibles sur Github et chacun peut les lire et vérifier.
https://github.com/opendata-stuttgart
Les capteurs à laser mesurent en temps réel la turbidité de l'air.
https://github.com/opendata-stuttgart/meta/wiki/Luftfeuchte-Korrektur
Evaluation des capteurs et documentation scientifique :
https://luftdaten.info/evaluation/
Monter son capteur d'air OPEN SOURCE :
Différents types de capteurs open source & initiatives :
http://www.wiki-rennes.fr/Les_capteurs_Ambassad%27Air
http://www.wiki-rennes.fr/Capteurs_Air_Beam
Site chinois de relevé de particules fines, avec des relevés du monde entier :
Tutoriels de montage Lufdaten :
Pour monter son capteur Lufdaten compter une vingtaine d'euros sans le boitier à fabriquer soi-même
Tutoriel sur le site de Lufdaten :
https://luftdaten.info/fr/montage-detecteur-de-particules-fines/
Tutoriel de montage de capteur Lufdaten en PDF :
https://luftdaten.info/fr/montage-detecteur-de-particules-fines/
Récupérer des données météo (API) gratuites en temps réel :
Montage du boitier :
-Impression 3d (modèles à télécharger disponibles sur internet)
-Utilisation d'un simple boîtier tupperware !
-Isolation des entrées et sorties de la pluie par un simple joint au silicone ou au pistolet à colle.
-Ne pas oublier d'effectuer une petite ouverture qui permettent d'éviter condensation/surpression du boîtier et à l'hygromètre de fonctionner.
Conseils d'installation :
Pour éviter la déconnexion des câbles :
-Utiliser du scotch élec ou du gaffer
-Mieux : pistolet à colle entre les câbles & les modules
-Encore mieux : mini coffrage epoxy (bon courage... :)
Où trouver le tube d'aspiration pour le capteur PM :
-Du tube de diamètre 6 mm est nécessaire : vous le trouverez dans le magasin d'aquariophilie le plus proche de chez vous.
Boîtier monté sur une fenêtre d'appartement et relié à un panneau solaire 12 volt, sortie double USB ( prix 12 euros), pour fonctionner de jour. Pour fonctionner jour+nuit : ajouter une batterie avec régulateur de charge.
L'air : un bien commun
L'air que nous respirons est un bien commun à tous. Les choix individuels & sociétaux que nous effectuons ont un impact sur notre qualité de vie, notre santé et celles de nos concitoyens. Les émissions polluantes de plus circulent, ce n'est donc pas seulement l'affaire d'une région ou d'un pays...
Une application/implication collective :
Nous avons choisi de développer cette application car nous pensons que la qualité de l'air est une problématique sociétale, et non pas individuelle. De notre point de vue il n'est pas utile que tout à chacun ait désormais « son capteur » et peut-être bientôt « son purificateur d'air individuel » installés chez soi. Ces objets connectés l'on va probablement tenter de nous les vendre si les taux de pollution continuent d'augmenter : ramenant ainsi les enjeux collectifs à l'échelle individuelle.
Un nombre raisonné de capteurs :
Toute production de composant électronique a un impact écologique lors de sa fabrication. Lutter contre la pollution tout en créant de la pollution n'est pas notre objectif ! La ville de Saint-Malo, de par sa dimension moyenne, ne nécessite donc pas le déploiement d'un énorme réseau de capteurs. Nous avons donc décidé d'en implanter une dizaine, afin que tous les quartiers puissent bénéficier de mesures à proximité. Ainsi les habitants peuvent bénéficier d'une interface collective, gratuite, et qui fonctionnera grâce à la maintenance des membres actifs de l'association Osons et d'autres citoyens préoccupés par la problématique de la pollution de l'air. Nous sommes encore en phase d'installation et de mise en route des capteurs. Certains seront peut-être remplacés, ou ajoutés dans les semaines ou mois à venir.
L'opération a coûté environ 300 euros pour installer une dizaine de capteurs (boîtier, électronique, alimentation électrique) et ce également grâce au bénévolat de tous les acteurs. Les capteurs ont une durée de vie estimée à 4/5 ans.
Pourquoi et comment participer :
Monter son capteur et l'ajouter au réseau :
Vous pouvez également participer au projet LUFDATEN en montant votre propre capteur et en l'ajoutant au réseau préexistant. Vous pouvez également nous envoyer un mail à :
pour signaler l'existence de votre capteur, pour que nous l'ajoutions à notre interface et qu'il soit visible sur YADUSMOG.
Effectuer une veille citoyenne sur les taux de pollution :
Nous avons pour objectif d'essayer de voir et de comprendre quelles conditions favorisent les pics de pollution à Saint-Malo. Nous avons également pour objectif de voir quelle est la qualité de l'air à Saint-Malo. Ces prochains mois seront un test pour cette opération. Il vous est également possible de surveiller les graphiques journaliers, hebdomadaires & mensuels et d'effectuer des captures d'écran lors d'épisodes de pics et nous les envoyer par mail.
Vous pouvez avoir accès aux données et graphiques de tous les capteurs à cette adresse : https://www.madavi.de/sensor/graph.php
Notre interface vous permet également d'y accéder directement en cliquant sur les points/capteurs sur la carte.
Prendre des photographies des paysages pollués grâce à l'application et nous les envoyer :
Nous les publierons sur le site d'OSONS et également le compte instagram de YADUSMOG qui permettra à tous et toutes d'être rapidement au courant d'épisodes de pollution ou de taux de particules élevés au sein de la ville et alentours.
Élargir aux communes environnantes ?
Les citoyens, associations, collectifs ou communes qui souhaitent faire partie du réseau YADUSMOG peuvent évidemment nous contacter et nous ferons notre possible pour rendre visible leur capteur sur notre interface et la carte de la ville et ses alentours. Cela permettrait également un comparatif intéressant entre différentes zones d'habitat et voir ce qui pourrait être amélioré pour certains endroits ou communes.
L'amélioration des capteurs et le réseau LORA
Le réseau fonctionne actuellement via le WIFI, les capteurs se connectent par intermittence au réseau pour envoyer leurs données. Certains citoyens travaillent actuellement à son amélioration par utilisation du réseau LORA qui permettrait de ne plus utiliser les réseaux wifi mais une seule et simple antenne pour toute l'agglomération. On les remercie ! Nous allons de notre côté veiller à la maintenance et l'amélioration des capteurs, en effectuant une veille technologique.
4- La pollution une expérience visuelle :
l'application de réalité virtuelle et son utilité
Suite à des voyages à l'étranger nous avons pu constater l’émergence de nuages de SMOG qui modifie la visibilité des paysages, de l'horizon. Même aujourd'hui dans certaines capitales européennes la visibilité est modifiée sur des temps très longs (semaines, mois...).
Cette expérience étrange de ne plus pouvoir voir distinctement l'horizon, ni les îles au loin : nous avons souhaité vous la faire partager. Également nous faisons face à une pollution insidieuse, car invisible. Et pourtant de nombreuses études scientifiques nous montre que celle-ci est une des principales causes de cancers en France. En effet il est beaucoup plus facile de voir une pollution de type marée noire que d'imaginer les micro et nanoparticules qui flottent autour de nous, et qui pourtant ont bel et bien une action toxique sur notre santé. De notre point de vue : la vue, l'expérience visuelle, sera toujours celle qui permet de mieux d'analyser une situation.
Cette application permet la transformation de l'image en temps réel, en se connectant au capteur le plus proche. Ainsi l'image captée par la caméra de votre SMARTphone, PC, ou tablette, est retransmise sur votre écran mais modifiée en fonction du taux de particules fines présent dans l'air à cet instant T. Le paysage est donc transformé en fonction du taux de PM présent dans l'air, plus celui-ci est pollué, plus votre image retransmise sera modifiée. Cette application vous permet de VOIR une pollution qui est parfois difficile à appréhender.