Que contient l'air que nous respirons?
D’un point de vue scientifique, l’air pur est un mélange de gaz dont la composition est relativement stable. Il se compose principalement d’azote (N₂) à environ 78 %, d’oxygène (O₂) à environ 21 %, d’argon (Ar) à 0,93 %, de dioxyde de carbone (CO₂) à environ 0,04 %, ainsi que de vapeur d’eau, dont la concentration peut varier fortement selon les conditions environnementales (de 0 à 4 % en volume). Cependant, l’air contient également des gaz et particules en concentrations variables, communément appelés polluants atmosphériques. Parmi les principaux polluants figurent les particules fines (PM), l’ozone (O₃), le monoxyde de carbone (CO) et le dioxyde d’azote (NO₂). Ces substances, souvent qualifiées de « polluants réglementés », sont surveillées en raison de leur impact avéré sur la santé humaine et sur l’environnement. L’Organisation mondiale de la Santé (OMS) définit des recommandations internationales en matière de qualité de l’air, établissant des seuils à ne pas dépasser pour ces polluants. Pour que l’air soit considéré comme sûr, leurs concentrations doivent impérativement rester en dessous de ces limites.
L'importance de la surveillance
L’exposition à des niveaux élevés de polluants atmosphériques a été associée à un large éventail de troubles de santé, allant de maux de tête et de la fatigue à des pathologies chroniques plus graves. S’il est impossible d’éliminer complètement ces polluants, il est essentiel d’en maintenir les concentrations à un niveau aussi bas que possible afin de protéger la santé humaine. C’est ici que la surveillance avancée de la qualité de l’air devient cruciale. Les environnements, qu’ils soient extérieurs ou intérieurs, devraient être équipés de capteurs capables de détecter les concentrations de substances nocives, afin de garantir une qualité de l’air conforme aux seuils recommandés et de prévenir les risques liés à une exposition prolongée.
Le rôle des capteurs
Alors que les capteurs de température, d’humidité relative et de CO₂ sont généralement utilisés pour réguler la ventilation de base afin de garantir le confort (thermique) et d’assurer un apport suffisant d’air frais, l’ajout de capteurs mesurant les polluants atmosphériques joue un rôle crucial dans la réduction des risques pour la santé. Ces capteurs permettent de détecter la présence de substances nocives, souvent imperceptibles pour les occupants, mais pouvant avoir des effets significatifs sur le bien-être à long terme. En intégrant ce type de capteurs, les systèmes de ventilation peuvent réagir de manière plus efficace, favorisant à la fois le confort et la santé.
Principaux polluants atmosphériques
Pour mieux comprendre la qualité de l’air, il est essentiel d’identifier les différents types de polluants, leurs sources, les réactions chimiques auxquelles ils participent, ainsi que leurs effets sur la santé humaine.
1. Composés organiques volatils (COV)
Les composés organiques volatils (COV) sont des substances chimiques capables de se volatiliser facilement sous forme de gaz. On les retrouve fréquemment dans des produits du quotidien tels que les produits de nettoyage, les peintures, les vernis, les matériaux de construction, les meubles 
ou encore les équipements de bureau comme les copieurs et les imprimantes. Les humains et les animaux en émettent également. Les COV participent à la formation de l’ozone (O₃), du brouillard et des pluies acides, causant ainsi des dommages à l’environnement. Les plus couramment rencontrés sont : benzène, éthylène glycol, formaldéhyde, chlorure de méthylène, tétrachloroéthylène, toluène, xylène et 1,3-butadiène. L’acronyme TVOC désigne la concentration totale de COV. Il est important de surveiller ce paramètre, car certains COV peuvent être dangereux pour la santé, surtout lorsqu’ils s’accumulent dans des espaces intérieurs. Une exposition prolongée à des concentrations élevées de certains COV peut entraîner des maux de tête, des vertiges, des irritations des yeux, du nez ou de la gorge, des réactions allergiques cutanées, voire des effets plus graves. Certains COV sont reconnus comme cancérigènes. L’indice COV reflète la concentration globale de COV dans l’air intérieur. Il s’agit d’un indicateur intelligent et adaptatif, capable de suivre les tendances en matière de pollution de l’air intérieur. Une valeur de 100 correspond à la moyenne des 24 dernières heures. Des valeurs comprises entre 100 et 500 indiquent une dégradation de la qualité de l’air, tandis que des valeurs entre 1 et 100 signalent une amélioration. Cet indice évolue en permanence avec l’environnement et permet de détecter l’apparition ou la disparition progressive d’un problème de qualité de l’air. Il peut servir de signal de commande pour ajuster automatiquement la vitesse de ventilation. Une baisse de l’indice peut entraîner une réduction du débit d’air, tandis qu’une augmentation signale la nécessité d’un apport plus important d’air frais pour éliminer les polluants.
ou encore les équipements de bureau comme les copieurs et les imprimantes. Les humains et les animaux en émettent également. Les COV participent à la formation de l’ozone (O₃), du brouillard et des pluies acides, causant ainsi des dommages à l’environnement. Les plus couramment rencontrés sont : benzène, éthylène glycol, formaldéhyde, chlorure de méthylène, tétrachloroéthylène, toluène, xylène et 1,3-butadiène. L’acronyme TVOC désigne la concentration totale de COV. Il est important de surveiller ce paramètre, car certains COV peuvent être dangereux pour la santé, surtout lorsqu’ils s’accumulent dans des espaces intérieurs. Une exposition prolongée à des concentrations élevées de certains COV peut entraîner des maux de tête, des vertiges, des irritations des yeux, du nez ou de la gorge, des réactions allergiques cutanées, voire des effets plus graves. Certains COV sont reconnus comme cancérigènes. L’indice COV reflète la concentration globale de COV dans l’air intérieur. Il s’agit d’un indicateur intelligent et adaptatif, capable de suivre les tendances en matière de pollution de l’air intérieur. Une valeur de 100 correspond à la moyenne des 24 dernières heures. Des valeurs comprises entre 100 et 500 indiquent une dégradation de la qualité de l’air, tandis que des valeurs entre 1 et 100 signalent une amélioration. Cet indice évolue en permanence avec l’environnement et permet de détecter l’apparition ou la disparition progressive d’un problème de qualité de l’air. Il peut servir de signal de commande pour ajuster automatiquement la vitesse de ventilation. Une baisse de l’indice peut entraîner une réduction du débit d’air, tandis qu’une augmentation signale la nécessité d’un apport plus important d’air frais pour éliminer les polluants.2. Monoxyde de carbone (CO)
Le monoxyde de carbone (CO) est un gaz toxique incolore, inodore et sans saveur. Il se mélange librement à l’air et peut également servir de combustible. Il brûle avec une flamme violette caractéristique. On le retrouve aussi bien en intérieur qu’en extérieur. Les principales sources de CO en intérieur sont les chauffages au gaz ou au pétrole non ventilés, les cheminées défectueuses, les chaudières et les fours mal entretenus. Certaines activités telles que fumer ou cuisiner au gaz peuvent également augmenter la concentration de CO. À l’extérieur, les principales sources sont les véhicules et les machines fonctionnant aux combustibles fossiles. Par conséquent, des niveaux élevés de CO peuvent être présents dans les garages attenants, les parkings et les voies de circulation.
Le CO représente un danger majeur pour la santé. À faible concentration, il peut provoquer de la fatigue chez les personnes en bonne santé et des douleurs thoraciques chez les personnes atteintes de maladies cardiaques, en particulier lors d’efforts ou de stress. Une exposition à des concentrations plus élevées entraîne des vertiges, des maux de tête, de la confusion, des nausées, une vision réduite, des troubles de la coordination et des fonctions cérébrales. À des niveaux très élevés, le CO peut être mortel. Sur le plan environnemental, le CO peut participer à des réactions chimiques menant à la formation d’ozone (O₃), nocif pour la végétation et les écosystèmes. Aujourd’hui, la plupart des véhicules sont conçus pour émettre davantage de dioxyde de carbone (CO₂) et moins de CO. De plus, le CO peut réagir avec l’oxygène (O₂) pour former du CO₂, ce qui crée un lien direct entre les niveaux de CO et de CO₂, en particulier dans les parkings fermés où la qualité de l’air dépend fortement d’un système de ventilation adapté. Les capteurs extérieurs de CO₂ développés par Sentera permettent de mesurer avec précision les concentrations de CO₂ dans les garages fermés, garantissant ainsi la sécurité des personnes. Ces capteurs CO₂ multifonctions mesurent également la température, l’humidité relative et la luminosité ambiante. À partir des mesures de température et d’humidité, le point de rosée est calculé. Toutes ces valeurs sont disponibles via Modbus RTU.3. Gaz de pétrole liquéfié (GPL)
Le gaz de pétrole liquéfié (GPL) est un gaz couramment utilisé comme carburant pour certains véhicules. En raison des politiques environnementales, les moteurs diesel sont progressivement remplacés par des moteurs alimentés au GPL, jugés moins nocifs pour l’environnement. Le GPL désigne un mélange de deux gaz naturels liquéfiés : le propane et le butane. En cas de mauvaise ventilation, les vapeurs de GPL peuvent provoquer des évanouissements et des sensations d’étouffement. Un système de surveillance continue des gaz est donc indispensable pour garantir un air intérieur sain et sûr.
4. Particules Fines (PF –PM Particulate Matter)
Les particules fines (PM) désignent un mélange complexe de très petites particules solides et de gouttelettes liquides en suspension dans l’air. Elles varient en taille, forme et composition chimique. On distingue principalement les PM₁₀ (particules ≤ 10 µm) et les PM₂.₅ (particules ≤ 2,5 µm), considérées comme particulièrement dangereuses. En raison de leur petite taille, les PM₂.₅ peuvent pénétrer profondément dans les poumons, atteindre les alvéoles pulmonaires, et même passer dans le sang. Cela augmente le risque de maladies respiratoires, cardiovasculaires, et de décès prématuré. Les particules peuvent également contribuer à la formation de pluies acides, nuire à l’environnement, et endommager les bâtiments ou monuments. Elles sont également responsables du brouillard de pollution dans les villes, réduisant la visibilité et augmentant le risque d’accidents de la route. Les principales sources de PM₂.₅ et PM₁₀ sont les centrales électriques, les véhicules, les réactions chimiques complexes impliquant le dioxyde de soufre et les oxydes d’azote, ainsi que les chantiers, les routes non goudronnées, les champs et les feux. À l’intérieur, les sources incluent le tabagisme, la cuisson sur poêle à bois, les aliments brûlés, les bougies, les cheminées, mais aussi la poussière et le pollen entrant par les fenêtres ouvertes.
5. Ozone (O₃)
L’ozone (O₃) est un autre polluant atmosphérique formé à la suite de réactions chimiques complexes. Les principaux précurseurs de sa formation sont l’azote (N₂) et les composés organiques volatils (COV). Les émissions provenant des voitures, des centrales électriques, des usines chimiques, des vapeurs d’essence ou des raffineries réagissent sous l’effet du soleil pour générer de l’ozone. On le retrouve surtout dans les zones urbaines, mais il peut être transporté sur de longues distances par le vent et provoquer une pollution élevée même dans les régions rurales. L’ozone est un composant majeur du smog. Lorsqu’il est inhalé, il peut irriter les voies respiratoires, provoquer toux, douleurs thoraciques, et aggraver l’asthme. Les enfants, les personnes âgées et les individus souffrant de maladies respiratoires y sont particulièrement sensibles. Sur le plan environnemental, l’ozone nuit à la croissance des plantes, à la photosynthèse et à la biodiversité.
6. Dioxyde d’azote (NO₂)
Le dioxyde d’azote (NO₂) appartient à la famille des oxydes d’azote (NOₓ), des gaz très réactifs. Il est produit lors des combustions impliquant de l’azote et de l’oxygène. Les émissions issues des centrales électriques, des véhicules, des activités industrielles et du chauffage résidentiel en sont les principales sources. Les garages fermés nécessitent une ventilation appropriée, car les émissions des véhicules y représentent un danger pour la santél. Dans ce contexte, la détection du CO₂ peut être utilisée comme critère de sécurité. Les capteurs de CO₂ Sentera sont conçus pour faire en sorte que les concentrations restent dans des plages sûres. Les capteurs extérieurs de CO₂ de Sentera sont ainsi un élément essentiel de tout système de ventilation destiné aux parkings fermés. Le NO₂ est également nocif pour la santé humaine. Une exposition même de courte durée à de fortes concentrations peut irriter les voies respiratoires et provoquer toux, essoufflement et sifflements. Sur le plan environnemental, le NO₂ participe à la formation des pluies acides et réagit avec d’autres polluants pour produire du smog.
Conclusion
Maintenir un air pur représente un défi complexe influencé par de nombreux facteurs. Une surveillance continue de la qualité de l’air s’impose donc comme une nécessité absolue pour garantir la santé et la sécurité, en particulier dans les environnements intérieurs. Les bâtiments publics, notamment, doivent se conformer strictement aux réglementations en matière de ventilation, qui définissent des seuils critiques à ne pas dépasser pour garantir un air sain à tous les occupants.