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Capteurs et objets connectés pour mesurer la pollution de l’air

<p>Objets connectés</p>
<p>et capteurs</p>
<p>pour mesurer</p>
<p>la pollution de l’air</p>


La mesure de la pollution de l’air repose traditionnellement sur le déploiement par les autorités locales de capteurs fixes dans les villes. Plusieurs initiatives ont vu le jour, au croisement de la « captologie citoyenne » (citizen sensors) et du « matériel libre » (Open Hardware), pour concevoir des capteurs à coût réduit couplés aux smartphones pour permettre un recueil collaboratif de données (crowdsourcing) et démultiplier ainsi les observations et les mesures. 

Plusieurs projets visent désormais à produire des objets connectés miniaturisés et portables wearables ») capables d’informer les utilisateurs sur la qualité de l’air qui les entoure. Ils seraient l’équivalent, pour la mesure de l’environnement, des « traceurs d’activités » qui mesurent les efforts et les performances physiques. Wired qualifie, d’ailleurs, cette nouvelle génération d’objets connectés « d’enviro-trackers » (« traceurs d’environnement »). 

 

Les pionniers : des « capteurs citoyens » pour partager les mesures environnementales

Une association écologiste californienne, le West Oakland Environmental Indicators Project (EIP) avait déjà entrepris en 2010 de mettre au point des capteurs mobiles pour mesurer les particules en suspension dans l’air qui sont émises par les automobiles ou les industries.

À New York, l’association HabitatMap a développé en 2012 un outil baptisé AirCasting. Fonctionnant avec une carte Arduino, ce capteur mesure la température, l’humidité, le taux de monoxyde de carbone (CO) et de dioxyde d’azote (NO2). HabitatMap propose sur son site l’ensemble des plans permettant de produire soi-même cet accessoire avec une imprimante 3D. 

En France, l’association Citoyens Capteurs, en partenariat avec un FabLab, a développé un capteur de mesure de la pollution de l’air. Une interface, baptisée CitizenAir.io permet ainsi de visualiser les données envoyées par le capteur. http://www.citoyenscapteurs.net/2014/03/31/citizenair-io/

En 2013, Sensemakers, qui rassemble des pionniers de la “captologie citoyenne” (citizen sensors) s’est tournée vers la plateforme de financement participatif Kickstarter pour financer la production d’Air Quality Egg, un dispositif en forme d’œuf, muni d’un capteur et capable de partager les données pour cartographier les niveaux de pollution atmosphérique. Le projet a recueilli 120 000 US $ (pour un objectif initial de 39 000 $). Le dispositif utilise une variété de techniques électromagnétiques, chimiques et optiques pour détecter les concentrations de monoxyde de carbone et de nitrogène dioxyde et pour mesurer la température. Les données sont consultables sur une carte collaborative. 

Mobiles et science participative au service de la qualité de l’air aux Pays-Bas

En 2013, des scientifiques de l’université de Leyde en Hollande ont entrepris de mettre à disposition des citoyens un accessoire qui transformait le smartphone en capteur capable de mesurer la concentration de particules fines en suspension dans l’air. Cet accessoire fixé sur l’objectif de la caméra du smartphone permet de repérer les « couleurs » des particules de poussières : qu’elles soient issues des gaz d’échappement, des rejets industriels ou encore de l’incinération des déchets, celles-ci modifient les couleurs du jour, chaque type de particules fines laissant une «empreinte» unique. Le 8 juillet 2013 et le 15 septembre 2013, dans le cadre du projet Ispex, des milliers de Néerlandais équipés de ce capteur étaient sortis pour mesurer la qualité de l’air avec leurs smartphones : près de 8 500 mesures avaient été réalisées au cours de ces deux journées. Grâce à une application spécifique, les données mesurées à deux moments de la journée avaient permis aux chercheurs d’obtenir une « photographie » des polluants présents dans l’atmosphère. À la suite de ces deux campagnes de mesure, l’équipe Ispex a comparé les mesures réalisées par les citoyens à l’aide de leurs smartphones, celles réalisées à partir de spectromètres professionnels au sol et celles réalisées par satellite.

Cette équipe vient de publier dans une revue scientifique les résultats de cette initiative. Selon cette étude, les observations réalisées à partir des « mesures participatives » bénéficient d’une résolution spatiale supérieure à celle obtenue par les satellites. Elles étendent aussi la collecte de données aux zones non couvertes par les stations au sol. 

Des objets connectés portables pour démocratiser la mesure de la qualité de l’air

Aux États-Unis, Michael Heimbinder a consacré plusieurs années à l’animation de la plateforme Aircasting. Il a aussi entrepris d’industrialiser le capteur qu’il avait conçu. Avec l’appui de la société Sonoma et de l'École de médecine de l'Université de New York, il a conçu Airbeam, un boitier portable capable d’évaluer le nombre de particules présentes dans l'air. Une campagne de financement participatif sur KickStarter a permis de recueillir fin novembre 2014 56 000 $ auprès de 333 contributeurs.

Deux autres projets Clarity et TZOA viennent de voir le jour : en s’inspirant des « traceurs d’activité », leurs concepteurs mettent l’accent sur la miniaturisation, la portabilité et le design.

Des étudiants de l'Université de Berkeley en Californie sont à l’origine du projet Clarity : un capteur connecté en forme de porte-clés qui peu se fixer à toutes sortes d’objets : sac, vélo ou ceinture. Clarity mesure les particules en suspension dans l'air, ainsi que les niveaux de dioxyde d’azote et d’ammoniaque. L’application mobile met des alertes en temps réel sur les niveaux élevés de pollution ou signale les heures les plus sûres pour sortir ou effectuer une activité physique. Clarity s’adresse aux sportifs, aux parents d’enfants en bas âge et aux personnes souffrant de problèmes respiratoires dans les pays ou la pollution de l’air est importante et où un tel objet connecté est susceptible d’avoir un réel impact sur la santé de ses utilisateurs. 

Les concepteurs du « traceur » Tzoa sont allés plus loin en intégrant une plus grande variété de capteurs : qualité de l’air, thermomètre, capteur d’humidité, capteur de luminosité, capteur d’UV. Comme Clarity, Tzoa se fixe sur des objets de la vie quotidienne. Tzoa mesure des particules présentes dans l’air mais aussi les rayons ultraviolets reçus. Le capteur d’UV est capable de détecter le temps passé au soleil à l’image de ce que propose le bracelet June de Netatmo. L’application mobile associée à ce capteur regroupe les différentes données et les affiche sous forme de courbes. Les données recueillies sont par la suite partagées afin de créer une carte collaborative de qualité de l’air en temps réel. (Source : Kickstarter). 

Paris : un incubateur pour « respirer dans la ville »

En France, le « Paris Région Lab Incubateurs» et « i-Lab », le laboratoire des nouvelles idées du groupe Air Liquide, se sont associés pour créer un incubateur de jeunes entreprises innovantes sur le thème « Respirer dans la Ville ». Les start-ups sélectionnées pourront s’appuyer sur les experts d’Air Liquide. (Source : Paris Region Lab

 

Voir aussi :

Capteurs et crowdsourcing pour cartographier la pollution de l’air

Mobiles et science participative au service de la qualité de l’air aux Pays-Bas

Capteurs et crowdsourcing pour cartographier la pollution de l’air 

Dossier : des capteurs connectés pour cartographier la qualité de l’eau

Météorologie sur mobiles et crowdsourcing

Alertes mobiles personnalisées sur la pollution de l’air dans les grandes villes

Chine : développement des applications mobiles de mesure de la pollution atmosphérique

Une application mobile pour connaître la qualité de l’air en Europe

Mobiles et crowdsourcing pour mesurer la pollution de l'air en Californie

Les informations relatives à la qualité de l’air bientôt disponibles sur les mobiles en Corée

Des capteurs mobiles pour permettre aux citoyens de mesurer la pollution atmosphérique