Les technologies derrière les détecteurs de qualité de l'air du futur

La mesure de la qualité de l'air est un moyen essentiel pour garantir la salubrité et la sécurité des environnements intérieurs et extérieurs. Les méthodes de mesure ont considérablement évolué au cours des dernières décennies, des techniques manuelles aux capteurs électroniques et à la surveillance continue, et maintenant à l'imagerie satellitaire, permettant des informations plus approfondies sur les particules ultrafines grâce à des données en temps réel.

Les avancées technologiques ont permis une surveillance et une recherche plus poussées et ont ainsi mis en évidence des risques sanitaires importants associés à une mauvaise qualité de l'air, ce qui a conduit à un renforcement des recommandations et des directives sanitaires de l'Organisation mondiale de la Santé (OMS) et à l'adoption de normes nationales de qualité de l'air par différents pays.

En 2021, l'OMS a actualisé ses directives en recommandant des seuils de qualité de l'air plus bas et a renforcé ses normes pour six polluants clés dangereux pour la santé. La qualité de l'air intérieur est un risque sous-estimé, pourtant la plupart des gens passent la majeure partie de leur temps à l'intérieur. Selon les données de l'OMS, 3,8 millions de personnes dans le monde meurent chaque année de maladies attribuées à la pollution de l'air intérieur.

Évolution technologique

Face à l'importance croissante accordée aux réglementations en attente, la course est lancée pour développer de nouvelles technologies plus performantes, capables de détecter les particules nocives présentes dans l'air, en particulier dans les bâtiments. Le marché évolue rapidement, passant d'outils spécialisés à des dispositifs évolutifs dotés d'intelligence artificielle et surveillés en temps réel.

DigiKey, distributeur leader mondial de composants électroniques et de produits d'automatisation, est un fournisseur incontournable pour les entreprises qui fabriquent et vendent des produits de qualité de l'air. DigiKey propose tout, des capteurs intégrés miniatures aux kits d'évaluation complets, qui aident les ingénieurs à concevoir et à intégrer les composants nécessaires dans des solutions et des dispositifs innovants.

Figure 1 : Aetosense recherchait des composants à faible coût et des fournisseurs fiables, ainsi que la possibilité d'augmenter sa production jusqu'à des milliers d'unités au fur et à mesure de sa croissance. (Source de l'image : Aetosense)

Pour son client Aetosense, une start-up basée à Cambridge, en Angleterre, qui se consacre à la recherche sur la qualité de l'air, DigiKey est un partenaire essentiel pour le développement du premier détecteur miniature de nanoparticules, plus intelligent, plus petit et moins cher que les produits concurrents.

Molly Haugen, PDG d'Aetosense, a déclaré : « La qualité de l'air intérieur présente des risques bien plus importants qu'on ne le pense, car 90 % des particules inhalées, y compris la pollution, les nanoplastiques et les virus, ne peuvent être mesurés par aucun des capteurs de qualité de l'air actuellement disponibles. Nous testons la solution du futur. »

Derrière le développement de produits

Le détecteur d'Aetosense fonctionne en échantillonnant un flux constant d'aérosols via une conception monobloc imprimée en 3D. Un ventilateur aspire le flux à travers une zone de condenseur, provoquant la croissance des nanoparticules selon des principes de dynamique des fluides et thermodynamiques précis. Ces particules ainsi développées diffusent ensuite en continu une lumière LED sur un détecteur à photodiode. L'équipe d'Aetosense peut corréler l'intensité de la lumière diffusée avec le nombre de particules dans l'air. Ces informations, à mesure de leur collecte, peuvent être réinjectées dans les systèmes de gestion des bâtiments, fournissant ainsi un nouveau tableau de bord de sources de données en temps réel qui donne aux gestionnaires d'immeubles et aux équipes de maintenance la possibilité de surveiller et de maîtriser la filtration de l'air et la consommation d'énergie dans leurs bâtiments.

Les premiers résultats sont encourageants et démontrent que le produit d'Aetosense est doté d'un capteur hautement fiable pouvant être utilisé dans un large éventail d'applications, avec de faibles concentrations de particules, comme dans les data centers, ou des concentrations élevées, comme lors d'un départ de feu, avec une sensibilité accrue.

Le produit d'Aetosense se distingue notamment par son format miniature et sa technologie brevetée pour l'entrée d'aérosols et le conditionnement des particules. L'objectif est d'en faire un composant consommable largement intégré aux systèmes d'exploitation et de maintenance des installations.

S'appuyer sur des partenaires pour développer la solution à grande échelle

Dès le départ, l'objectif a été de créer un détecteur de nanoparticules plus petit et plus léger. En effet, Molly Haugen avait constaté que les modèles existants étaient trop grands et trop lourds pour fonctionner efficacement dans certaines conditions et pour la surveillance généralisée indispensable préconisée par l'OMS.

DigiKey fournit des thermocouples, des capteurs de pression, des capteurs de débit, des tapis chauffants, des lampes LED et bien plus encore à Aetosense, qui continue d'améliorer sa solution.

Figure 2 : DigiKey fournit des thermocouples, des capteurs de pression, des capteurs de débit, des tapis chauffants, des lampes LED et bien plus encore à Aetosense, qui continue d'améliorer sa solution. (Source de l'image : Aetosense)

Le prototype actuel d'Aetosense comporte 26 composants et son assemblage prend 10 minutes. Molly Haugen et son équipe ne voulaient pas de composants prêts à l'emploi à usage unique. Ils recherchaient des composants à faible coût et des fournisseurs fiables, ainsi que la possibilité de passer à des milliers d'unités dès le départ.

En travaillant avec DigiKey, Aetosense a pu considérablement réduire sa nomenclature et proposer un prix de marché inégalé par ses concurrents.

« Ayant grandi à Thief River Falls, où se trouve DigiKey, je sais que l'entreprise est fiable, avec des composants bénéficiant d'une excellente assurance qualité », a déclaré Molly Haugen. « Chez Aetosense, nous devons pouvoir fabriquer des centaines d'unités et être sûrs qu'elles fonctionneront toutes. C'est crucial pour nous. »

Perspectives d'avenir

Grâce à des financements et au soutien de partenaires crédibles, Aetosense est bien positionnée pour déployer sa solution à grande échelle dans les années à venir. Avec des clients à Singapour, en Allemagne et en Angleterre, et des opportunités d'expansion en Californie, à New York et à Boston, la demande de produits augmente pour la start-up. De plus, l'entreprise suscite l'intérêt dans de nombreux segments de marché, notamment les secteurs de l'environnement et de la prévention des incendies.

Figure 3 : Grâce à des financements et au soutien de partenaires crédibles, Aetosense est bien positionnée pour déployer sa solution à grande échelle dans les années à venir. (Source de l'image : Aetosense)

Les préoccupations liées à la qualité de l'air ont augmenté pendant la pandémie et demeurent un enjeu crucial, d'autant plus que de nombreuses entreprises encouragent le retour de leurs employés au bureau. Les gestionnaires d'immeubles doivent prendre des mesures proactives pour garantir une qualité de l'air intérieur adéquate, essentielle à la sécurité et à la santé des occupants.

Les technologies avancées, telles que les détecteurs de particules ultrafines d'Aetosense, permettront non seulement à un plus grand nombre de personnes de reprendre le travail et de se rassembler dans les espaces publics en toute sécurité et en toute confiance, mais elles sont également appelées à devenir un outil important pour recueillir des données permettant de démontrer que la qualité de l'air respecte voire dépasse les réglementations dans les zones où les unités d'Aetosense sont déployées.