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Qualité de l’air à Génie industriel, partenariat entre l’école et SolAn Développement

Mis à jour le 26 juillet 2021
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La qualité d’air était la deuxième préoccupation environnementale des français en 2019. Comment construire un projet de qualité d’air intérieur dans l’enseignement supérieur ? Explications de Philippe Marin, enseignant-chercheur à Grenoble INP - Génie industriel, UGA et Denis Lopez, gérant de la société SolAn Développement.

« Parmi les problèmes suivants liés à la dégradation de l’environnement, quels sont les deux qui vous paraissent les plus préoccupants ? »

Tableau QAI

Source : https://ree.developpement-durable.gouv.fr/themes/enjeux-de-societe/les-francais-et-l-environnement/preoccupations-environnementales/article/opinions-des-francais-sur-l-environnement


En tant que responsable pédagogique de la plateforme GINOVA, Philippe Marin s’intéresse à la qualité de l’air intérieur et a lancé un projet de capteurs de qualité de l’air. En effet, la plateforme technologique GINOVA dispose de plusieurs équipements qui utilisent des matières métalliques, plastiques, et différents types de poudres. Étant un lieu d’accueil des groupes étudiants et du public il est donc important de s’assurer que la qualité de l’air ne pose pas de problèmes aux utilisateurs de la plateforme.

Le projet trouve vite son utilité aux yeux de Génie industriel qui décide de se joindre à ce projet et commande une prestation à développer au sein de l’école, d’ici l’automne 2021, avec la pose de multiples capteurs en plusieurs endroits. Rappelons ici qu’un capteur est défini comme un dispositif permettant de capter un phénomène physique en temps réel et de le restituer sous forme de signal. Dans le cas de la qualité d’air intérieur, il s’agit de capteurs (sondes) qui permettent de mesurer des paramètres tel que la température, l’hygrométrie, le dioxyde de carbone (CO2) les particules fines et divers composés organiques volatils (COV) (parmi lesquels NO2, CO, Ethanol, Toluène, propane, méthane, etc.).

Le projet était précédé par plusieurs stages se concentrant sur l’évaluation de l’environnement des activités qui restent peu étudiées. Ils étaient encadrés par Maud Rio, chercheuse au sein du laboratoire G-SCOP. Alors que la phase de l’usage et les matériaux développés font l’objet de nombreuses études dans la littérature, les impacts des étapes telles que le développement, le prototypage et les procédés restent assez inconnus.

Partenariat avec la start-up SolAn Développement

C’est dans cette perspective que le partenariat avec la start-up SolAn Développement, qui dispose d’un laboratoire d’analyses de qualité d’air, et Génie industriel voit le jour. Le projet a un double objectif.

Premièrement, une pré-campagne est menée au cours du printemps 2021 afin d’obtenir une caractérisation chimique plus ou moins exhaustive des composés organiques volatils, en particulier sur la plateforme GINOVA.

C’est ici qu’intervient l’expertise de SolAn Développement. « A l’intérieur de GINOVA on a déterminé une centaine de composants présents » constate Denis Lopez de SolAn Développement. « L’identification des sources d’émission permet également de mettre en place des mesures de prévention : par exemple les filtres des imprimantes 3D ». Grace aux mesures prises après ces actions préventives, nous sommes en capacité de déterminer des situations standards et des situations anormales.

Philippe Marin nous explique : « prenons le cas des machines : elles possèdent des filtres, certaines sont sécurisées par un capot pour éviter la dispersion des émissions potentiellement polluantes. Mais si le filtre n’est pas entretenu, les émissions de COV (composés organiques volatils) et de vapeurs peuvent s’échapper résultant en niveau d’émissions anormalement élevé ». Les mesures systémiques doivent être prises dans des conditions standards pour qu’on puisse constater un dysfonctionnement occasionnel sur la plateforme, et donc une situation anormale.

Deuxièmement, il faut créer un système efficace d’alarmes qui permettra un suivi et une détection des situations anormales. Pour cette raison les tests en cours sont destinés à choisir les capteurs COV les plus adaptés selon l’atmosphère considérée. Sur les conseils de la start-up, cinq capteurs professionnels (permettant de connaitre les taux de COV léger, la température, l’humidité, et les particules fines) ont été achetés et sont déjà fonctionnels. Ils seront complétés par d’autres capteurs génériques.

A l’avenir, grâce aux prélèvements et l’analyse chimique faites par SolAn Développement pour déterminer les composés présents à l’instant t, on pourra faire un parallèle entre les résultats provenant des capteurs et le prélèvement pour valider la pertinence des alarmes. Pour cela une réflexion sera menée pour mettre en place des méthodes de prélèvements simples et pertinents dans le cas de variations significatives du signal des capteurs COV: ceci impliquera un travail complémentaire sur la détermination de valeurs seuils dans chaque environnement.

Par la suite, une stratégie de positionnement, à savoir le nombre et la localisation des sondes de capteurs, sera envisagée.

Un projet faisant partie de la formation de nos élèves

Pour revenir à notre exemple des machines à GINOVA, la présence des capteurs permet de déduire quand est-ce que les filtres ne sont plus fonctionnels. En les couplant avec un simple tableau de bord, les alarmes pourraient alors être envoyées directement sur le téléphone de la personne responsable. L’objectif est de mettre en place les actions correctives dès l’occurrence de l’anomalie.

Ce projet fait également partie de la formation des élèves pour les sensibiliser au sujet de la qualité de l’air intérieur, pour qu’ils soient capables de déployer un tel projet dans les ateliers et sites de production dans lesquels ils travailleront. La coopération de SolAn Développement avec Grenoble INP - Génie industriel permet à la fois de protéger la santé de nos étudiants ainsi que de développer une solution économique fiable qui pourra être mise en place dans divers environnements. On attend avec impatience les premiers résultats prévus au second semestre 2022.

Le saviez-vous :

Une surveillance de la qualité de l’air intérieur est désormais obligatoire dans certains établissements recevant du public :
à compter du 1er janvier 2018 : dans les lieux d’accueil des enfants de moins de 6 ans (crèches, écoles maternelles…) et écoles primaires ;
à compter du 1er janvier 2020 : dans les collèges, lycées et accueils de loisirs.

https://solidarites-sante.gouv.fr/sante-et-environnement/batiments/article/qualite-de-l-air-interieur

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mise à jour le 26 juillet 2021

Contact

Responsable pédagogique de la plateforme GINOVA
Philippe Marin
philippe.marin@grenoble-inp.fr
Université Grenoble Alpes