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Contrôleurs de la qualité de l’air : sont-ils précis ou non ?

« Quelle est sa précision ? » C’est la première question que tout le monde se pose lorsqu’on évalue l’achat d’un moniteur de qualité de l’air. Dans le monde des moniteurs domestiques, la question est résolue en demandant à un employé du fabricant de calibrer le moniteur à côté d’un luxueux appareil de mesure de niveau scientifique et de montrer que les relevés sont presque identiques, mais à une fraction du prix.

Ce n’est pas une entreprise très difficile. Ainsi, les questions clés à poser sont en fait les suivantes : quelle est la précision du moniteur sur une plage donnée ? À quelle vitesse dérive-t-il (c’est-à-dire se décalibre) ? Et, surtout, peut-il être recalibré ? La règle générale est que s’il ne peut pas être recalibré, il ne doit pas être acheté, mais les moniteurs domestiques le sont rarement.

Précision, dérive et recalibrage

Tous les appareils de surveillance de la qualité de l’air fonctionnent mieux dans une plage donnée. Pour les moniteurs domestiques, la portée est généralement assez limitée. Bien que la précision puisse être inférieure à 20 de faibles niveaux de polluants, le niveau de précision chute rapidement à des niveaux plus élevés.

Le contrôle de la qualité suit également la règle « vous en avez pour votre argent ». Même lorsque du matériel similaire est utilisé, le prix inférieur des moniteurs domestiques ne permet pas un contrôle de qualité approfondi. Il en résulte que les unités peuvent varier considérablement de l’une à l’autre et/ou que les pièces mobiles, telles que les ventilateurs internes, peuvent commencer à trembler ou à se bloquer avec le temps.

En outre, de nombreux moniteurs ont une limite, un seuil au-delà duquel ils ne peuvent plus mesurer. Par exemple, de nombreux moniteurs de protection contre les particules ont une limite de 50 à 65 μg/mc, alors que les relevés réels à l’intérieur sont 2X, voire 5X ceux indiqués par l’instrument peu coûteux. Ces moniteurs domestiques sont donc dangereux car ils donnent un faux sentiment de sécurité.

Quant à la dérive, eh bien, tous les moniteurs se déplacent ou se dé-calibrent avec le temps. La question est : combien et, surtout, à quelle vitesse ? Les meilleurs peuvent dériver de 5 à 25 par an. Le pire peut dériver de la même façon en une semaine. Dans le meilleur des cas, la dérive est liée uniquement au nombre d’heures d’utilisation, supposé être continu (h24 pour 365 jours).

Comme tous les moniteurs de qualité de l’air sont dérivés au fil du temps en perdant leur calibrage d’origine, la possibilité de recalibrer un moniteur est essentielle. Sans recalibrage, un moniteur est destiné à devenir un butoir de porte ou un presse-papier en quelques semaines ou mois. Le problème est que le recalibrage est généralement plus coûteux que le moniteur pour le consommateur moyen.

En d’autres termes, si vous achetez un nouveau logement, il vous en coûtera généralement moins cher de jeter votre ancien moniteur et d’en acheter un nouveau au bout de quelques mois. En fait, l’étalonnage se fait en comparant ce qu’un capteur détecte à une quantité connue. En pratique, les relevés des capteurs sont comparés à un instrument de laboratoire standard et ajustés de manière à ce qu’une valeur équivalente soit affichée sur les deux appareils.

Les trois niveaux de surveillance sur le marché

Pour ces raisons (et d’autres), RESET, un organisme de certification pour les capteurs et les moniteurs de qualité de l’air, qui attribue la certification aux projets dont les données en temps réel sur la qualité de l’air répondent à certaines normes, classe les moniteurs de qualité de l’air selon trois niveaux de performance :

La classification RESET des capteurs et des moniteurs de qualité de l’air

Auparavant, le marché des moniteurs de qualité de l’air était presque exclusivement de classe A. Cependant, au cours des deux ou trois dernières années, le marché a été inondé de moniteurs de classe C. Cela ne devrait pas vous surprendre que les gens évitent de s’approcher des unités de classe C, étant donné leur tendance à fournir de fausses lectures sur une période de quelques semaines à quelques mois.

Avec le temps et un niveau d’éducation plus élevé, ce que la plupart des marchés exigeront, ce sont des moniteurs de classe B, qui offrent le meilleur rapport coût/performance. Malheureusement, il y a encore très peu d’options de classe B sur le marché. Les utilisateurs commencent tout juste à apprendre à leurs dépens (c’est-à-dire après avoir dépensé de l’argent) que les unités de classe C ne fonctionneront pas avec le temps.

Dans un test qui comparait les relevés typiques des trois classes après plusieurs mois d’achat et plusieurs cycles de tests d’exposition (tous commençant par le même relevé), l’unité de référence de la classe A affichait un relevé de PM2,5 à 144,38 ; l’unité de la classe B affichait un relevé différent de 3,7%, soit 139 ; l’unité de la classe C affichait un relevé différent de 37%, soit 91.

La grande nouvelle est que le marché des moniteurs de la qualité de l’air est en train de mûrir rapidement et comprend maintenant des options pour tous les budgets et besoins. Ce n’était pas comme ça il y a seulement 3-4 ans. Le problème est que la plupart des acheteurs ne sont pas assez instruits pour dire ou comprendre la différence entre un capteur et un autre, et entre un appareil et un autre. Espérons que cet article contribuera à changer cela.

Cependant, « l’éléphant dans la pièce » à ce sujet est que regarder seulement les PM2,5 peut être très dangereux pour la santé humaine. En fait, les PM2,5 ne devraient jamais être considérées sans le CO2, et idéalement, les COV (composés organiques volatils). Le moniteur idéal est donc un moniteur de classe B qui suit non seulement les PM2,5, mais aussi le CO2 et les COV avec des capteurs de la même classe.

Une exception importante à la règle

Bien qu’en général vous devriez éviter les moniteurs de classe C, il existe cependant des appareils de classe C qui se distinguent des autres. Ce sont ceux qui sont équipés de capteurs à faible coût de type laser pour la mesure des particules. Non seulement ces capteurs sont généralement étonnamment précis, mais ils sont également capables de mesurer les particules sur une gamme impressionnante de niveaux.

La meilleure façon de décrire certains des équipements utilisant ces capteurs est qu’il s’agit de capteurs de classe B dans une enceinte de classe C. D’autre part, les capteurs de gaz (et les capteurs de particules qui utilisent des LED à lumière infrarouge au lieu de lasers) utilisés pour les moniteurs domestiques de la qualité de l’air sont actuellement de classe C, et présentent donc les problèmes de décalage décrits ci-dessus.

Le laser à œuf est un exemple de ces capteurs de classe B dans une enceinte de classe C. Il s’agit d’un moniteur de PM2,5 qui utilise la diffusion de la lumière laser pour compter individuellement les particules entrant dans l’appareil et calculer les concentrations de PM2,5 sur la base de ces mesures. Cela permet des mesures extrêmement rapides (10-100 ms), avec des lectures de haute précision calculées toutes les 0,1 seconde. La précision de la mesure est de /-10%, et la plage de mesure est de 1-999 μg/mc.

Le moniteur laser d’intérieur Origins

Le laser à œuf n’est cependant pas le seul appareil de surveillance de la qualité de l’air précis et fiable. Par exemple, certains experts chinois ont fait fonctionner trois moniteurs, le Dylos, le Air Visual Node et le Laser Egg pendant 6 jours à Pékin, ainsi qu’un compteur officiel de PM2,5 de l’État et ont comparé leurs mesures dans un graphique. Le Dylos fournit le nombre de particules de 0,5 micron, ils les ont donc converties en PM2,5 (en unités μg/mc) en utilisant la formule semi-officielle (0,5 micron – 2,5 microns) / 100.

Etude d’un test en extérieur sur trois moniteurs de qualité de l’air courant

En analysant les résultats, les chercheurs ont conclu que les trois appareils fournissaient de bonnes valeurs de PM2,5. En fait, ils ont trouvé, tant pour le nœud visuel aérien que pour le laser de l’œuf, un indice de corrélation r = 0,98 avec les valeurs de PM2,5 fournies par l’équipement de mesure officiel. Les Dylos avaient la corrélation la plus faible, r = 0,90, mais toujours très élevée, et tout cela montre que ces moniteurs « remplacent » bien ceux qui sont beaucoup plus chers et sophistiqués.

Une autre façon de mesurer la précision consiste à examiner dans quelle mesure les valeurs fournies par les trois appareils s’écartent en moyenne des données officielles fournies par la station de mesure de l’État. Le nœud visuel aérien était le plus proche : il s’écartait des valeurs officielles, en moyenne, de 4,8 μg/mc. Le laser de l’œuf était toujours plus éloigné de l’appareil de référence, avec une déviation moyenne de 6,5 μg/mc. Les Dylos, en revanche, ont dévié en moyenne de 9,1 μg/mc.

Toutefois, il convient de noter que le laser à œuf a constamment sous-estimé (de 3,4 μg/mc) les PM2,5 alors que la pollution atmosphérique se situait dans la plage inférieure.

Enfin, des chercheurs chinois ont testé la précision des trois mêmes appareils de surveillance de la qualité de l’air à des niveaux exceptionnellement élevés de pollution intérieure afin de vérifier la précision sur une gamme de concentrations plus « toxiques ». Ils ont ensuite porté la concentration de PM2,5 à 1000 μg/mc en intérieur avec des cigarettes, un test potentiellement très dangereux pour la santé s’il est effectué par des amateurs.

Dans ce cas, ils ont utilisé comme référence de base le Sibata LD-6S, un compteur industriel de PM2,5 avec une précision de 10 ; une erreur de répétabilité des mesures de 2%. Le laser à oeuf et le Dylos ont eu des difficultés avec de telles concentrations, tandis que le Nœud visuel aérien a obtenu le score le plus élevé, à la fois dans ce test et globalement, avec l’écart le plus faible par rapport aux UCE officielles dans les deux tests extérieurs et la plus grande précision dans ce test final de concentration toxique.

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