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Capteurs et objets connectés pour mesurer et cartographier la pollution de l’air (2)

<p>Des objets connectés</p>
<p>pour cartographier</p>
<p>la pollution de l’air</p>
<p> </p>


Selon l'OMS, la pollution de l'air tue chaque année 7 millions de personnes dans le monde.

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, depuis cinq ans, 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. http://www.proximamobile.fr/article/capteurs-et-crowdsourcing-pour-cartographier-la-pollution-de-l%E2%80%99air
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 »). 

Financement participatif pour démocratiser la mesure de la qualité de l’air

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. http://airqualityegg.com/

Michael Heimbinder (qui a consacré plusieurs années à l’animation de la plateforme Aircasting) a 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 avait permis de recueillir fin novembre 2014 56 000 $ auprès de 333 contributeurs.

Trois projets français de capteurs

La startup Plume Labs a présenté en juin dernier un prototype de capteur personnel. Connecté à une application mobile, ce capteur personne donnent une indication d’exposition pour quatre familles de polluants : particules fines, ozone, oxydes d’azote et composés organiques volatils. Sa précision n’atteint pas celle des stations de mesures d’Airparif, l’association chargée de la surveillance de la qualité de l’air en Ile-de-France, mais son estimation n’en reste pas moins utile pour qui veut connaître la pureté de l’air à la maison, au bureau ou le long d’un trajet emprunté régulièrement. Plume Labs propose d’ores et déjà une application compilant chaque jour plus d’un demi-million de données de qualité de l’air auprès de 11 000 stations de mesure à travers le monde. Dans certaines villes aux États-Unis, en Grande-Bretagne et en Europe continentale, ses algorithmes d’intelligence artificielle et de machine-learning anticipent l’évolution heure par heure de la pollution dans les 24 prochaines heures.

Quatre élèves d’une école d’ingénieurs travaillent, de leur côté, à la mise au point de Ganymede : un pot de fleurs connecté truffé de capteurs connectés qui captent les gaz nocifs présents dans l’air et analysent  la température et l’humidité. L’équipe veut proposer cet objet aux particuliers et même créer un « réseau de plantes connectées réparties dans la ville pour mesurer la pollution à l’échelle locale ». En fonction de la qualité de l’air, le pot changerait de couleur pour informer les passants : du vert (faible pollution) au rouge (forte). Une quinzaine de plantes Ganymède pourraient être déployées d’ici à décembre dans le cadre d’un réseau test avant le sommet sur le climat à Paris (Source : ESIA)

Une équipe de chercheurs du CEA, pour sa part, travaille à la conception de capteurs miniaturisés destinés au suivi de la qualité de l’air environnant. Ces capteurs à faible consommation, associent des microsystèmes électromécaniques (MEMS) et des matériaux mis au point par le laboratoire de recherche du CEA Leti à Grenoble. Baptisé Elichens, ce capteur figurait parmi les 54 projets les lauréats du concours d’innovation i-LAB 2015 organisé par le Ministère de l’enseignement supérieur.

Google, nouvel acteur de la cartographie de la pollution de l'air en ville ? 

Google a conclu un accord avec Aclima, une start-up de San Francisco qui crée des capteurs environnementaux, pour équiper une de ses voitures Street View. Habituellement utilisées pour prendre des photos des rues, les voitures de Google Street View pourraient être équipées de capteurs capables de géolocaliser différentes sortes de pollution. La première expérience, menée pendant un mois dans les rues de Denver, a permis de repérer 150 millions de points de données et de mesurer la concentration en dioxyde d'azote, oxyde nitrique, monoxyde de carbone, dioxyde de carbone, méthane, noir de carbone, particules volatiles. Google et Aclima entendent recueillir suffisamment de données pour les fournir aux scientifiques et collectivités locales afin de les aider à mieux comprendre la pollution urbaine. Techniquement il serait techniquement possible d'équiper ainsi toutes les voitures de Google Street View (Source : NextCity).

Science participative : une campagne européenne pour mesurer la qualité de l’air

Du 1er septembre au 15 octobre 2015, des  citoyens de grandes villes européennes participent à la campagne iSPEX-EU de mesure de la qualité de l’air.
Ces volontaires, qui habitent Athènes, Barcelone, Copenhague, Londres prennent des photos du ciel dégagé afin de collecter des données sur les particules présentes dans l’atmosphère.

Plusieurs milliers de modules ISPEX, connectables au smartphone sont mis à la disposition des villes partenaires (mais aussi dans certaines universités, comme celle de Toulouse). 

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.

Les participants doivent simplement brancher le module sur leur smartphone, le diriger vers le haut et prendre des photos, qui sont alors transmises à une station terrestre pour analyse. Plus le projet compte de participants, plus détaillées seront la mesure et la cartographie de l'état de l'air.
Cette méthode de science participative avait déjà été testée en 2013 aux Pays-Bas.

Le 8 juillet 2013 et le 15 septembre 2013, 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 avait 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. Les résultats ont été publiés dans une revue scientifique : 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.
Le projet pourrait aussi aider à mieux cerner le changement climatique car « les particules sont une des d'incertitudes concernant le changement climatique.
(Source : Direction générale de l’environnement, Commission Européenne)
 

Voir aussi :

Science participative : une campagne européenne pour mesurer la qualité de l’air

Signalement par mobile de la pollution de l'air en Région Provence-Côte d’Azur

Données ouvertes et objets connectés pour prévoir la qualité de l’air

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

Dossier: 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

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 Californi