Qualité d'air intérieur (partie 3) : Mesure de VOC

Dans les précédents articles "Qualité d'air intérieur (Partie 1) : Introduction", "Qualité d'air intérieur (partie 2) : mesure de CO2" nous nous sommes concentrés sur l'oxygène et le CO2.
Cette fois, nous allons nous pencher sur les VOC (ou COV en Français)

Qu'est ce que les VOCs ?
VOC signifie Volatile Organic Compound pour Composés Organiques Volatiles (ou COVs en français).
Ces composés peuvent être mesurés à l'aide du SGP30 de Sensirion.
Le CSS811 de AMS (visible ci-dessous) permet de mesurer les VoCs et le CO2.
Breakout CCS811 d'Adafruit et MOD-ENV (CCS811) d'Olimex
Ces capteurs mesure le niveau d'Ethanol et H2 (cas du SGP30) qui sont des composés présents dans la transpiration humaine. Mesurer les VOCs permet donc d'évaluer de façon pertinente la qualité d'air intérieur puisque plus on transpire dans une pièce et moins l'air y est sain.

Les capteurs VoCs utilisent une plaque de métaloxyde chauffée. Un tel capteur utilise donc un courant non négligeable (de 10 à 50mA) pour fonctionner. Il n'est donc pas envisageable d'utiliser un tels capteur pour des projets fonctionnant sur pile.

L'intérêt d'un capteur VoC est qu'il réagit beaucoup plus vite que le capteur CO2. Cependant si capteur VoC donne une idée de la qualité de l'air (point de vue déchet), il n'est pas révélateur de la quantité d'oxygène disponible (celui qui influence nos performances). C'est pour cette raison les capteur VoC sont souvent combinés à des capteurs CO2

Le capteur CCS811 - VoC et CO2

L'intérêt d'un capteur CCS811 (comme les cartes présentées ci-avant) est qu'il effectue les mesures et calculs nécessaires pour évaluer la qualité de l'air à l'aide de deux paramètres:
  • TVOC : total des composés organiques volatiles.
  • eCO2 : CO2 équivalent résultant des calculs effectués par le capteur.
Le microcontrôleur peut donc interroger le capteur pour obtenir les valeurs de TVOC et eCO2.
Nous savons des précédent article que la mesure à l'air libre doit retourner une valeur proche de 400 pour eCO2.

Comment Tester un capteur CO2 / VoC?
Il y a plsuieurs tests simples à effectuer:

1) Concentration à l'air
Placer le capteur à l'air libre doit retourner une valeur aux alentours de 400 ppm. Il s'agit de la concentration normal du CO2 dans l'air.

2) Test de la tasse
Lorsque l'on expire, notre corps produit du CO2 en grande quantité.
Il se fait que le CO2 est plus lourd que l'air... par conséquent, si l'on expire dans une tasse, le CO2 va s'accumuler durablement au fond de la tasse.

Il suffit donc de placer le capteur au fond de la tasse et d'y souffler de l'air.
La concentration en CO2 va grimper et se stabiliser un moment à une valeur élevée.
A noter que le relevé de VoC va également augmenter, ce capteur réagit d'ailleurs plus rapidement.
C'est parce que le CO2 est plus lourd que l'air qu'il est justement utilisé dans les extincteurs.

En restant au niveau du sol, il diminue la quantité d'air disponible pour la combustion et étouffe donc le feu.

3) Souffler sur le capteur
Souffler sur le capteur provoque également une augmentation du CO2 mais cette variation est moins notable que le test de la tasse.

4) Fumée d'un fer à souder
La fumée d'un fer à souder contient peu de CO2 par contre, la quantité de composées organiques (les VoC) est importante.
Le capteur VoC va donc fortement réagir à ce type de fumée.

5) La banane bien mûre
Si vous avez un jour eu l'occasion de sentir une banane trop mûre (à la limite de la banane pourrie) vous aurez certainement remarqué une odeur proche de celle du gaz.
La banane relâche des composé organique "volatiles" puisque nous pouvons les sentir.
Placez la banane dans une tasse avec le capteur et vous allez voir une augmentation de la valeur reportée par le capteur VoC (le CO2 restera stable).

La suite...
Le prochain article se penchera sur l'utilisation du capteur CCS811 (avec MicroPython) pour la mesure de eCO2 et TVOC.

A tout bientôt pour la suite,
Dominique

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