Les capteurs Ambassad'Air

Les capteurs utilisés dans le cadre d'Ambassad'Air

Le capteur Air Beam

Aperçu de capteurs et composants

Ambassad'Air s'est déployé en 2017 avec le seul capteur Capteur Air Beam, développé par une ONG de New York : Habitat Map. Il a été de nouveau utilisé par une majorité de volontaires lors de la Saison 2.

Les critères de sélection

• paramètre pertinent à Rennes (particules fines PM 2.5), surtout en hiver
• relative bonne fiabilité des mesures
• open source (capteur, application mobile), ce qui a permis de s'inspirer de ce modèle pour développer d'autres capteurs
• coût raisonnable (250$)
• données produites exportables
• outil (capteur et application mobile) ergonomique (notamment pour des personnes non initiées)

On regrettera toutefois une interface web peu ergonomique (impossibilité d'afficher simultanément plusieurs sessions d'un même utilisateur par exemple)

L'analyse de la fiabilité de l'Air Beam

Les tests de fiabilité ont pu montrer une assez bonne corrélation des niveaux de pollutions aux particules fines PM2.5, quand les valeurs sont inférieures à 20µg/m3. L'Air Beam (de base) majore les valeurs élevées (ce qui a été corrigé, grâce à Atmo AURA, début 2018). Le dernier graphique a été réalisé à Rennes (et ne respecte pas les méthodes et protocoles des AASQA).

• 

  Mesures d'un Air Beam et de la station (Pays-Bas) d'Air Breizh (sur 3j)

• 

  Analyse à Grenoble par Atmo AuRA

• 

  Amélioration des valeurs de l'Air Beam, par Atmo AuRA

• 

  Evaluation de l'Air Beam "corrigé" (algorithme d'Atmo AuRA) sur 3 mois

Les améliorations apportées à l'Air Beam

Il y a eu trois améliorations apportées aux capteurs Air Beam :

• Données affichées sur le smartphone en français et température en degrés Celsius (et non Fahrenheit). Amélioration réalisée par Gulliver
• Réduction de la fréquence d'acquisition des données. Réduite de une valeur seconde à une valeur toutes les 10 secondes. Afin de réduire la taille des fichiers produits. Amélioration réalisée par Gulliver
• Algorithme qui corrige les pics (Amélioration réalisée par Air Rhône Alpes, grâce à un modèle d'intercomparaison avec un capteur TEOM FDMS). Après un moins de test sur un capteur sur Rennes, il a été montré que ce correctif donnait aussi des résultats probants (résultats beaucoup mieux corrélés en cas de pics de pollution, que la valeur initiale). Aussi, fin février 2018, tous les capteurs Air Beam utilisés par les volontaires intégraient ce code correctif.

Le capteur Air Matrix

En 2018, Ambassad'Air se déploie avec des capteurs Air Beam mais aussi des capteurs Capteur Air Matrix. Ce dernier mesure aussi les particules fines PM2.5. S'il n'est pas opensource, il offre des rendus cartographiques plus ergonomiques pour les usagers. Nous n'avons pas encore finalisé les tests de fiabilité.

Les problèmes rencontrés

Les problèmes liés aux téléphones

Les problèmes peuvent venir :

• Il faut impérativement smartphone sous Android, avec GPS et bluetooth pour faire fonctionner l'application Air Casting (capteur Air Beam)
• Problème de précision ou de qualité du GPS (très variable d'une marque de téléphone à l'autre).
• Fonctionnement de l'application Air Casting selon les téléphones
  • Alcatel : application Air Casting incompatible avec la surcouche Android d'Alcatel (pour les téléphones Pixi 4). Nous avons du utiliser l'application "Button menu) afin de rendre possible l'accès au menu de l'application
  • Samsung : appui long sur la touche "Menu" pour certains téléphones Samsung, afin de faire apparaître le menu de l'application

Les problèmes liés aux capteurs

changer une batterie d'Air Beam

Pour l'Air Beam

• Problème de connexion bluetooth (très difficile, voie impossible à réparer)
• Usure de la batterie du capteur Air Beam (durée de vie parfois d'un an). Il est aisé d'en changer. Voici un fournisseur et la référence (en France)

Pour l'Air Matrix

• Défaut de fabrication / paramétrage indiquant des valeurs de particules fines nulles (le fournisseur fait un échange standard)
• Déconnexions du bluetooth

Le développement de capteur

Certains capteurs étant opensource, des associations (comme Gulliver) ou libristes expérimentent et améliorent les capteurs. Voici ce qui a été fait par Gulliver dans le cadre d'Ambassad'Air wiki dédié ainsi que le lien suivant. La SCOP la Péniche de Grenoble a pu greffer sur un Air Beam une sonde de dioxyde d'azote (Cairsens NO2, sonde très coûteuse malheureusement). Voir le Github. Il est aussi possible de greffer une sonde de monoxyde de carbone (CO).

Fabriquer son propre capteur

1ère station Luftdaten-Ambassad'Air

Si vous souhaitez construire votre propre capteur, nous vous invitons à découvrir opération LUFTDATEN - capteur AirRohr, élaboré au LAB de Stuttgart. Voir un exemple. D'autres capteurs à monter soi-même sur Hack Air

En mars 2018, les premiers capteurs Luftdaten sont montés (dans le cadre d'Ambassad'Air) par le FABLAB. D'autres stations vont venir mailler Rennes et des ateliers vont être proposées pour montrer comment des volontaires, des associations, etc. peuvent fabriquer ce capteur.

On retrouve souvent comme sonde de mesure des particules fines :

• le SDS011 sensor (très souvent)
• le Honeywell HPMA115S0 sensor
• le PMS5003

Et pour l'air intérieur.

Les autres capteurs identifiés

Dans le cadre d'Ambassad'Air, nous réalisons une veille sur les avancées techniques liées aux mini-capteurs (de préférence open source). Veille réalisée par la Mce, avec l'appui de Gulliver ou des LAB :

• juin 2018 : annonce de la sortie du capteur Flow (de Plume Labs), mesurant le NO2, mais non open source
• mars 2018 : nouveau capteur Air Beam v2 (par l'ONG Habitat Map), mesurant PM1, PM 2.5 et PM 10. Création de la 1ère station Luftdaten dans le cadre d'Ambassad'Air
• fév. 2018 : présentation de capteur LoRaWAN par un libriste rennais au FOSDEM ou autre capteur utilisant LoRaWAN lien Github
• janvier 2018 : lancement du capteur InfluencAir (déclinaison du capteur Luftdaten), avec Antenne LoRa. Lancement du capteur SmartCitizen v2
• octobre 2017 : découverte du capteur AirCitizen (LAB Paris)
• août 2017 : découverte du capteur Air Rohr - Luftdaten, détails Github décliné aux Pays-Bas : Scapeler (très belles visualisations) et au Royaume-Uni (EastBourne Clean Air)
• juillet 2017 : découverte du capteur uRadMonitor (Roumanie)
• juin 2017 : découverte du capteur Pollutrack (Ville de Paris) et du capteur EcoMesure (Ville de Puteaux)
• nov. 2016 : découverte du capteur Urban AirQ (LAB Amsterdam) et détails Github
• été 2016 : découverte du capteur Air Beam (open source, données exportables, à coût raisonnable). Détails Github Commande puis test de fiabilité
• 2015 : L'association Bug réalise une premier état de l'art sur les capteurs

Articles connexes

• Ambassad'Air