Acheter un capteur de CO2 ? À quoi faut-il faire attention et quel appareil convient à votre application ?
Chez BaSystemen, nous recevons ces derniers mois de plus en plus de demandes concernant les équipements de mesure pour le CO2 / le climat intérieur. Alors que, durant les premiers mois de la pandémie, l'accent était surtout mis sur la distanciation et le port du masque, les pouvoirs publics complètent désormais ces mesures par le conseil de bien ventiler. Dans cet article, BaSystemen aborde les questions suivantes :
- Qu'est-ce que le CO2 ?
- Effets du CO2 sur l'homme
- Que dit la réglementation néerlandaise à propos du CO2 ?
- Quelle est la corrélation entre CO2, particules virales et ventilation ?
- Acheter un capteur de CO2 : à quoi faut-il faire attention ?
- Les 3 appareils les plus adaptés
Qu'est-ce que le CO2 ?
Le CO2, ou dioxyde de carbone, est un gaz incolore et inodore que nous, les humains, expirons. Pour les personnes intéressées, cet article explique clairement comment notre corps absorbe l'oxygène dans le sang et l'élimine sous forme de CO2. Nous n'en expirons que de petites quantités, mais au cours de la journée cela peut augmenter progressivement dans un bureau ou une salle de classe. Dans un local où personne n'est présent pendant une longue période, la concentration de CO2 finit par devenir pratiquement égale à celle de l'air extérieur. L'air extérieur présente en effet une concentration de fond de CO2 qui se situe en moyenne autour de 400 ppm (parties par million). Cela dépend de la région : à la campagne, la concentration peut être plus faible, et dans les zones industrielles un peu plus élevée. Au fil des années, la concentration de fond de CO2 dans l'atmosphère augmente en raison de l'industrialisation ; en 1959, la concentration était encore de 316 ppm (source : KNMI)
Effets du CO2 sur l'homme
Un exemple bien connu est l'effet salle de réunion. Il s'agit d'une situation où un groupe de personnes est assis dans une salle de réunion, fenêtres et portes fermées et sans conduit de ventilation. Le niveau de CO2 dans le local augmentera en fonction du nombre de personnes et de la taille de la pièce et peut passer insensiblement de 400 ppm à 1500, 2000 ppm ou plus. À ces niveaux, vous remarquerez qu'il devient plus difficile de se concentrer et que les gens commencent à bâiller ; ouvrir une fenêtre fait alors des merveilles. Dans ce cas, acheter un capteur de CO2 peut aider à surveiller un climat intérieur sain.
| 400 ppm | Concentration de fond dans l'atmosphère |
| 400 – 1,000 | Concentration habituelle dans les bâtiments et locaux bien ventilés |
| 1000 – 2000 | Plaintes de fatigue |
| 2000-5000 ppm | Maux de tête, somnolence, mauvaise concentration, accélération du rythme cardiaque ou nausées |
| 5,000 ppm | Valeur limite néerlandaise d'exposition sur le lieu de travail (sécurité) |
| 40.000 ppm | Directement nocif car cette concentration élevée de CO2 chasse l'oxygène. |
| 60.000 ppm | Troubles de la vue et de l'ouïe |
| 70.000 ppm | Décès en moins de 5 minutes (à 20,9% d'oxygène) |
(Source : Wisconsin Department of Health)
Que dit la réglementation néerlandaise à propos du CO2 ?
- Comme indiqué ci-dessus, la valeur limite néerlandaise est de 5000 ppm (VME – 8 h). Cela signifie que, sur le lieu de travail néerlandais, la valeur moyenne de CO2 à laquelle les travailleurs sont exposés sur une journée de travail de 8 heures ne peut pas dépasser 5000 ppm. Dans la pratique, il ne s'agit pas des bureaux et des écoles, mais du secteur industriel où l'on travaille par exemple avec des installations de refroidissement au CO2 et où les collaborateurs doivent pénétrer dans un faux plafond technique comportant des conduites de CO2. Un autre exemple est un abattoir de volailles où du CO2 est administré à des concentrations élevées pour endormir les poulets.
- Par ailleurs, le décret néerlandais sur la construction 2012 (article 7.23) prévoit qu'un local de séjour ayant une fonction d'enseignement pour l'enseignement primaire dispose d'un capteur de dioxyde de carbone.
- Tous les bâtiments, tant les bureaux que les écoles, doivent respecter le décret sur la construction 2012. Celui-ci précise (section 3.6.) que les bâtiments existants et les constructions neuves doivent respecter les exigences posées en matière de renouvellement d'air.
- Enfin, de nombreux sites web et documents indiquent que les entreprises et les écoles doivent bien ventiler. Les exigences du décret sur la construction ci-dessus portent sur les aspects techniques du système de ventilation. Le RIVM recommande d'utiliser le CO2 comme indicateur de la qualité de l'air et du degré de ventilation, en visant une valeur de 1200 ppm. Il ne s'agit pas d'une valeur légalement inscrite dans le décret sur les conditions de travail ou le décret sur la construction, mais issue d'une étude du GGD dans laquelle le comportement du niveau de CO2 dans un local a été comparé à la quantité de ventilation qui est, elle, légalement obligatoire en vertu du décret sur la construction précité. Les résultats figurent dans le tableau ci-dessous :
- Lorsque nous rapprochons le point 4 ci-dessus de l'article 6.2. Renouvellement d'air de l'arrêté sur les conditions de travail, la boucle est bouclée. En termes simples, il y est décrit qu'un poste de travail dans un bâtiment ne peut être utilisé que si le bâtiment satisfait aux prescriptions données par le décret sur la construction 2012.
| Classe de ventilation | Teneur en CO2 , 98e percentile (intérieur-extérieur) | Teneur en CO2, 98e percentile (concentration de fond incl.)* |
| 0. Très bonne | <250 ppm | <650 ppm |
| I. Bonne | 250 – 400 ppm | 650 – 800 ppm |
| II. Moyenne | 400 – 600 ppm | 800 – 1000 ppm |
| III. Insuffisante | 600 – 1000 ppm | 1000 – 1400 ppm |
| IV. Mauvaise | > 1000 ppm | > 1400 ppm |
Corrélation entre CO2, particules virales et ventilation ?
Le gouvernement néerlandais et l'Institut national de la santé publique et de l'environnement ont tous deux publié des articles sur la ventilation et son lien avec le coronavirus. Le gouvernement a ainsi mis en ligne un article intitulé le coronavirus et la ventilation dans les bâtiments. Le texte rédigé par le RIVM s'intitule ventilation et COVID-19 et peut être lu ici. En outre, le ministère de la Santé, du Bien-être et des Sports, le GGD THOR et Techniek Nederland ont demandé au RIVM de fournir des précisions supplémentaires sur l'avis demandé concernant la propagation par l'air du SARS-CoV-2 sur de plus longues distances et sur les conséquences que cela a pour les systèmes qui règlent le climat intérieur.
Les directives actuelles visant à empêcher la propagation du SARS-CoV-2 reposent sur l'hypothèse que la transmission du virus d'homme à homme a principalement lieu directement, dans un rayon de 1,5 m, par l'infection par gouttelettes libérées lors de la toux et des éternuements, ou indirectement par contact avec des objets ou des surfaces contaminés. Sur la base des connaissances actuelles (communiqué du 28 juillet 2020), le RIVM estime qu'il n'est pas clair si la transmission du virus par l'air joue un rôle dans la propagation du SARS-CoV-2. Il a toutefois été démontré que, dans des conditions expérimentales, les particules virales peuvent rester infectieuses plusieurs heures dans les gouttelettes en suspension. En conclusion, il n'existe à ce jour pas suffisamment de preuves que le virus puisse se propager sur de plus longues distances, qu'il soit alors réellement infectieux et qu'il puisse entraîner des contaminations. Il est en revanche clair qu'un renouvellement d'air efficace assure la dilution des particules d'air potentiellement infectieuses, ce qui réduit le risque de transmission de particules virales par l'air.
En conclusion, le RIVM et le gouvernement néerlandais indiquent clairement qu'il n'existe pas de nouvelles règles pour la ventilation des bâtiments. Il est toutefois souligné qu'un renouvellement d'air (ventilation) suffisant est nécessaire dans les bâtiments, en renvoyant aux règles actuelles de renouvellement d'air mentionnées dans le décret sur la construction et dans les directives nationales en vigueur (p. ex. la loi sur les conditions de travail). Cela réduit la propagation des agents pathogènes (tels que le coronavirus) qui provoquent des infections des voies respiratoires. En complément, en raison du coronavirus, il faut tenir compte des deux points suivants :
- Évitez un flux d'air d'une personne vers une autre. Par exemple provenant d'un ventilateur de table ou d'un ventilateur sur pied
- L'utilisation d'une recirculation dans un local est déconseillée (la recirculation est également un déplacement d'air et non un renouvellement d'air)
- Aérez les espaces communs comme une salle de réunion, par exemple pendant la pause ou après la réunion lorsque tout le monde a quitté la pièce
Acheter un capteur de CO2 : à quoi faut-il faire attention ?
Il est difficile de déterminer en chiffres si un local est bien ventilé ou non. L'examen qui vient en premier lieu pour être réalisé par les GGD est la mesure du CO2. La concentration de CO2 est un bon indicateur d'autres pollutions diffusées par les personnes et un bon indicateur de la ventilation dans les locaux où se trouvent relativement beaucoup de personnes. Le CO2 est facile à mesurer, mais il existe aussi sur le marché beaucoup d'appareils qui ne répondent pas aux normes néerlandaises. Acheter un capteur de CO2 n'est donc pas si simple ; lors du choix d'un appareil adapté et convivial, il y a un certain nombre de points auxquels il faut faire attention :
- Type de capteur
- Résolution et erreur de mesure
- Étendue de mesure
- Méthode d'étalonnage
- Possibilité d'alarme
- Enregistrement des données et lecture de celles-ci
Type de capteur
Optez pour un capteur de CO₂ NDIR (infrarouge). Le choix se fait ici entre le ‘single beam’ et le ‘dual beam’. La grande différence est qu'un capteur à canal unique est étalonné sur la base d'une référence externe, comme c'est le cas avec une fonction d'auto-étalonnage basée sur les valeurs de fond mesurées ou l'étalonnage avec une quantité de gaz connue. et avec un dual beam, le capteur dispose d'une référence interne. À long terme, un single beam est plus avantageux.
Résolution et erreur de mesure
Chaque instrument de mesure et son capteur présentent une erreur de mesure (écart entre le résultat affiché à l'écran et la valeur réelle). Pour un capteur de CO2 avec une étendue de mesure jusqu'à 5000 ppm, une erreur de mesure acceptable est de 50 ppm, et pour une étendue de mesure jusqu'à 10000 ppm, 100 ppm est une erreur de mesure acceptable. Cependant, les fabricants parviennent parfois à vous tromper avec le mot résolution. Il s'agit du nombre de chiffres que l'instrument parvient à indiquer. Exemple.
Un enregistreur de CO2 a une erreur de mesure de 5% sur la valeur mesurée et une résolution de 1 ppm. Grâce à la résolution élevée de 1 ppm, l'appareil peut indiquer 533 ppm. Toutefois, en raison de l'erreur de mesure de +/- 5%, la valeur réelle peut varier jusqu'à 560 ppm. C'est donc en fait un ajout sympathique que la résolution soit de 1 ppm, mais avec une erreur de mesure que présente pratiquement chaque capteur de CO2, une résolution aussi faible n'apporte pas de valeur ajoutée. En réalité, cela donne à tort l'impression que l'instrument de mesure peut mesurer de manière très précise. C'est un point sur lequel il faut être critique lorsque vous avez l'intention d'acheter un capteur de CO2.
Étendue de mesure
L'étendue de mesure est surtout importante à surveiller au regard de votre application. Dans les équipements de mesure, on fait souvent la distinction entre sécurité et santé. Pour la santé (donc un climat intérieur agréable et sain), une étendue de mesure comprise entre 0 et 5000 ppm est souvent acceptable et une étendue de mesure jusqu'à 10000 ppm largement suffisante. Si l'étendue de mesure ne permet pas de valeurs plus élevées, il ne s'agit pas de chercher un autre instrument de mesure, mais il vaut bien mieux dépenser de l'argent pour des solutions permettant de réduire la concentration de CO2. Pour les applications de sécurité, on travaille souvent avec des appareils pouvant mesurer 0 – 20000 ppm ou même 0 – 50000 ppm. Une étendue de mesure exceptionnelle va de 0 – 100 vol% et est utilisée pour les mesures de procédé dans le monde du biogaz ou les mesures d'émissions en entreprise.
Méthode d'étalonnage
Acheter un capteur de CO2 implique beaucoup d'éléments, dont la méthode d'étalonnage. Le vieillissement du capteur peut en effet provoquer une ‘dérive’. Il s'agit d'une modification constante des résultats de mesure, qui peut s'accentuer au fil du temps. L'étalonnage est donc important pour continuer à obtenir des résultats de mesure corrects. Vous trouverez ci-dessous les principes d'étalonnage courants pour les capteurs de CO2 :
- Étalonnage au gaz étalon – Il s'agit d'un étalonnage manuel effectué par un technicien produit. Il consiste souvent en un étalonnage du zéro au cours duquel de l'azote à 99,99% est administré pour apprendre à l'instrument que cela correspond à 0 ppm de CO2, donc le point zéro. Ensuite, une concentration déterminée de CO2 (par exemple 0,5% de CO2) est administrée pour apprendre à l'instrument que cela correspond à 5000 ppm. L'appareil est alors lui-même assez intelligent pour déterminer les autres valeurs de l'étendue de mesure au moyen de la droite d'étalonnage calculée.Un étalonnage au gaz étalon est un type d'étalonnage plus avancé qui augmente considérablement la précision des équipements de mesure. Le capteur ne dépend en effet plus des valeurs de l'environnement ou de l'air extérieur, mais a lui-même enregistré en mémoire des valeurs basées sur des concentrations de gaz exactes. Acheter un capteur de CO2 utilisant ce principe d'étalonnage revient souvent plus cher à long terme en raison des coûts d'étalonnage par un tiers.
- Étalonnage ABC – Il s'agit d'un étalonnage simple et moins coûteux, qui est effectué automatiquement. ABC signifie Automatic Baseline Correction et s'exécute en arrière-plan. En général, un capteur utilisant ce principe s'étalonne lui-même une fois tous les huit jours, mais cela dépend des réglages du micrologiciel de votre capteur de CO2. L'algorithme ABC fonctionne en collectant des données de mesure sur une période de 8 jours et en comparant les valeurs les plus basses mesurées au niveau de 400 ppm (valeur de fond de l'air extérieur) ; le capteur comprend ainsi si le point zéro doit être ajusté.La théorie sous-jacente est que, pour une utilisation en climat intérieur, une pièce est inoccupée à un certain moment de la journée, la nuit ou le week-end, et que le niveau de CO2 doit revenir à 400 ppm, comme l'air extérieur. En enregistrant dans la mémoire EEPROM (Electrically erasable programmable read-only memory) les mesures de CO2 les plus basses relevées au fil du temps, un faible écart par rapport à 400 ppm peut être calculé puis ajouté ou soustrait des mesures réelles de CO2. En appliquant progressivement de mini-corrections, le capteur se maintient stable. L'algorithme n'influence pas la linéarité du signal de sortie.L'avantage de cet algorithme ABC est qu'il s'agit d'une méthode moins coûteuse et plus simple. Grâce à l'étalonnage automatique, il demande peu d'entretien et des valeurs relativement précises peuvent être obtenues. Le danger réside dans les environnements où l'on travaille également la nuit ou le week-end : ce principe ne peut alors pas être utilisé. Pour toute question à ce sujet, n'hésitez pas à contacter l'un de nos spécialistes.
Possibilité d'alarme
Acheter un capteur de CO2 s'accompagne pratiquement toujours d'une possibilité d'alarme lorsque des valeurs d'alarme trop élevées sont atteintes. On distingue ici l'alarme locale (bips et flashs) et une alarme discrète en ligne (par exemple par e-mail ou SMS). Nous constatons que, dans le secteur de la sécurité, on travaille souvent avec une alarme locale afin que les travailleurs soient immédiatement informés que les concentrations de dioxyde de carbone deviennent dangereuses. Pour le climat intérieur, un e-mail est souvent apprécié, ou une indication LED (vert, orange, rouge) pour signaler à un enseignant ou à un employé de bureau d'ouvrir une fenêtre pour aérer.
Enregistrement des données et lecture de celles-ci
Vous pouvez acheter un capteur de CO2 doté d'une fonctionnalité en ligne où les données sont automatiquement enregistrées et conservées sur internet. Vous recevez alors un identifiant (adresse e-mail) et un mot de passe et vous disposez immédiatement d'un aperçu de toutes les données de mesure des appareils actifs dans votre organisation. Une autre possibilité est que vos appareils ne disposent pas de fonctionnalités en ligne et que les données soient conservées sur le capteur de CO2. Ces données peuvent ensuite être extraites de l'appareil en le reliant à l'ordinateur par un câble USB et en téléchargeant manuellement les données. La dernière option est un capteur de CO2 qui n'enregistre aucune donnée de mesure et n'affiche que les valeurs actuelles.
Acheter un capteur de CO2 – les 3 capteurs de CO2 les plus populaires
Le KIMO HQ210 est un instrument de mesure très utilisé par les hygiénistes du travail et les experts en sécurité pour mesurer le climat intérieur. Il s'agit d'un appareil professionnel et polyvalent qui peut être utilisé pour toutes sortes d'applications et qui peut être complété par un large éventail de sondes. Il est courant de se déplacer avec cet appareil, mais il peut aussi fonctionner sur un trépied avec alimentation secteur comme arbre climatique et être installé pour de plus longues périodes. Le KIMO HQ210 ne dispose pas de fonctionnalité en ligne et est étalonné au gaz étalon.
Acheter, louer ou voir ce capteur de CO2 ?
L'IBS logger est un enregistreur de climat intérieur doté d'une fonctionnalité en ligne. L'appareil est parfaitement adapté pour être utilisé dans les bureaux d'entreprise ou les écoles pour des mesures de climat intérieur axées sur le CO2, la température et l'humidité de l'air. Les valeurs en temps réel sont indiquées à l'écran, mais l'appareil peut aussi donner une alarme locale en clignotant. Outre l'alarme locale, l'IBS logger peut envoyer un e-mail lorsqu'une valeur limite est dépassée. L'appareil peut fonctionner pendant des semaines après un cycle de charge et transmet automatiquement ses données sur internet en arrière-plan. Acheter, louer ou voir ce capteur de CO2 ?
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L'AirZenZ-01 est notre solution la plus utilisée et la moins chère pour surveiller en continu le climat intérieur dans les salles de classe et les bureaux. L'appareil dispose de capteurs pour le CO2, la température, l'humidité relative de l'air, l'intensité lumineuse et la pression atmosphérique. Grâce à sa fonctionnalité en ligne via le réseau LoRa-Wan, les coûts de données sont quasiment négligeables et l'utilisateur peut recevoir des notifications par e-mail lorsque des valeurs limites sont dépassées. L'AirZenZ-01 le signale en outre par une indication LED (vert, orange, rouge). Les seuils d'alarme correspondants sont réglables par l'utilisateur. Acheter, louer ce capteur de CO2 ou en savoir plus ? Contactez alors nos spécialistes.
