Les bases pour mesurer la concentration gazeuse dans l‘air
Importance de la mesure de la qualité de l‘air dans les locaux
Une insuffisance de la qualité de l‘air ambiant dans les locaux (p. ex. les bureaux) peut conduire chez l‘homme à de la fatigue, des faiblesses de concentration et même à des maladies. La concentration de certains gaz dans l‘air est un indicateur de la qualité de l‘air des locaux. Les principaux sont les suivants :
- Dioxyde de carbone (CO2)
- Monoxyde de carbone (CO)
- Oxygène (O2)
- Ozone (O3)
Concentration CO2
Un critère important permettant de juger de la qualité de l‘air ambiant est la concentration en CO2. Une trop forte concentration de CO2 consécutive à une ventilation insuffisante est ressentie comme air vicié ou appauvri. Le graphique ci-dessus montre l‘échelle des concentrations de CO2 significatives pour l‘homme.
Concentration CO
Le CO naît de la combustion incomplète du carbone (carburant). Il est très dangereux pour l‘homme car il est fortement toxique, mais invisible et inodore. Les causes de son apparition lors des processus de combustion sont les suivants :
- Manque d‘air
- Apport d‘air trop important
- Refroidissement trop précoce de la flamme
Effet du CO de l‘air ambiant sur le corps humain
| Concentration CO | Durée d‘inhalation et conséquences | |
|---|---|---|
| 30 ppm | 0.003% | Valeur CMT (ou MAK, concentration maximum au poste de travail sur 8 heures de travail) en RFA |
| 200 ppm | 0.02% | Léger mal de tête dans les 2 à 3 heures |
| 400 ppm | 0.04% | Maux de tête dans la zone frontale dans les 1 à 2 heures et se diffusant dans toute la tête |
| 800 ppm | 0.08% | Vertiges, nausée et tremblement des membres au bout de 45 minutes, pertes de connaissances dans les 2 heures |
| 1600 ppm | 0.16% | Maux de tête, nausée et vertiges au bout de 20 minutes, mort dans les 2 heures |
| 3200 ppm | 0.32% | Maux de tête, nausée et vertiges au bout de 5 à 10 minutes, mort dans les 30 minutes |
| 6400 ppm | 0.64% | Maux de tête et vertiges au bout de 1 à 2 minutes, mort dans les 10 à 15 minutes |
| 12800 ppm | 1.28% | Mort au bout de 1 à 3 minutes |
Concentration O2
L‘air respiré est constitué pour environ un cinquième de l‘oxygène indispensable à la vie. L‘oxygène est nécessaire pour tous les processus d‘oxydation : aussi bien pour les combustions que pour les oxydations immobiles. On compte parmi celles-ci le fer qui rouille, les oxydations se produisant au sein des processus vitaux ou la décomposition de matériaux organiques. Parallèlement, tous les procédés de combustion libérant de l‘énergie ont besoin de ce gaz, à commencer par le chauffage et jusqu‘au propulseur d‘avion. Mais l‘oxygène est également lié à tous les feux destructeurs tels que les incendies de forêt et de steppe.
Par tous les processus d‘assimilation ou de photosynthèse se déroulant en permanence au sein des plantes vertes soumises au rayonnement solaire, l‘oxygène est sans cesse reconstitué à partir du dioxyde de carbone. L‘équilibre entre la consommation d‘oxygène et sa production est chargé de manière unilatéralement par la combustion sans cesse croissante de combustibles fossiles. C‘est pourquoi dans de nombreux domaines les mesures de contrôle du taux d‘oxygène de l‘air sont nécessaires, p. ex. dans les installations de climatisation, épurateurs d‘air, redresseurs de taux d‘oxygène, serres, couveuses à oxygène mais aussi pour les analyses de gaz d‘échappement, p. ex. dans l‘industrie automobile.
Concentration O3
‘ozone présent dans l‘atmosphère terrestre existe à l‘altitude d‘environ 30 km et comme un écran de protection, conserve une bonne moitié du rayonnement solaire UV, en particulier pour la partie à ondes courtes dangereuse pour les être vivants. L‘ozone est cependant un gaz en traces, toxique et extrêmement agressif, pouvant provoquer chez l‘homme de graves brûlures de la muqueuse s‘il est respiré à de fortes concentrations. C‘est pourquoi dans de nombreux domaines les mesures de contrôle du taux d‘ozone de l‘air sont nécessaires, p. ex. dans le contrôle des fuites dans l‘industrie, en protection du travail, pour les mesures mobiles de la qualité de l‘air ou comme données environnementales pour des annonces publicitaires.
Formule de calcul
Les formules suivantes permettent de convertir la valeur de O3 de ppb en μg/m³ en fonction de la pression atmosphérique actuelle et de la température actuelle.
Exemple :
20°C et 1013 hPa = facteur 2
Ozone (μg/m³) = 2 x ozone (ppb)
Il s‘agit de la valeur nominale de conversion de ppb en μg/m³.
