Qualité de l'Air et Santé des Populations

• INFO5 Projets 2021-2022
• Encadrants: Marie-Laure Aix (marie-laure.aix AT univ-grenoble-alpes DOT fr) et D. J. Bicout (bicout AT ill DOT fr), Laboratoire TIMC (UMR-CNRS 5525), Équipe : Environnement et Prévention en Santé des Populations

Mots clés: qualité de l'air, réseau de capteurs LoRaWAN

Sujet

Équiper la tour Perret (Grenoble) d’une microstation mesurant les particules fines

Problématique

Indicateurs clés de la pollution de l’air, les particules fines (PM pour « particulate matter »), seraient à l’origine de 3 à 7% des décès non accidentels à Grenoble. Plusieurs stations y mesurent la qualité de l’air à hauteur modérée mais aucune n’est située à une altitude telle que celle de la tour Perret. Afin de mieux comprendre l’origine et la répartition des polluants, plusieurs expériences de mesure des PM en altitude ont déjà lieu dans l’hexagone. On peut citer par exemple le ballon Generali à Paris, ou très récemment, le déploiement d’un drone chez Atmo.

Objectif

Le but de notre projet sera d’équiper la tour Perret d’un dispositif de mesure des PM en LoRa (« microstation »).

Protocole

Montage de la microstation

Seul impératif, nous souhaitons utiliser un capteur de type PMS7003 pour le comptage des particules. Pour le reste, nous vous laissons faire. Le challenge principal sera d’alimenter le capteur en 5V. Si la tour Perret ne dispose pas d’une alimentation électrique, il faudra que le capteur fonctionne en solaire, ce qui constitue le principal challenge du projet. Nous savons qu’un chercheur de Sheffield a déjà réalisé des travaux sur le sujet. Dans l’idéal, il faudrait faire remonter à minima une valeur de concentration en PM2.5 (PM de taille inférieure à 2,5µm), une en PM1 (PM de taille inférieure à 1µm), une température et une valeur d’humidité relative toutes les heures. Le montage devra être conditionné dans une boîte étanche.

Calibration du capteur

Pour remonter les données des capteurs, vous mettrez en place un outil de visualisation de type Grafana. Puis nous calibrerons le système avec un de nos capteurs référence. L’idéal serait de calibrer la microstation pendant deux semaines.

Positionnement de la microstation sur la tour Perret

Si possible, elle devra être située dans un lieu à l’abri. Il faudra éviter qu’elle soit exposée à de fortes températures (éviter le plein sud).

Visualisation

Sur l’interface Grafana, vous pourrez ajouter les données des API d’Atmo ou de Sensor.Community afin que nous puissions comparer les valeurs de notre microstation à celles des autres stations les plus proches.

Equipements et réseaux

• Seeedstudio LoRa E5, IMST880a (Fablab)
• Capteurs PM (Fablab)
• Batteries, Chargeur MPPT et Panneau solaire
• TheThingsNetwork, CampusIoT
• Voir projets précédents https://github.com/airqualitystation/airqualitystation.github.io#readme

Journal

Semaine du 31/01

• Récupération du mateiel au fablab
• Réunion pour planifier le projet
• Apprentissage de Riot

Semaine du 07/02

• Réunion pour planifier le projet
• Apprentissage de Riot
• Apprentissage des technologies pour le backend (graphana, influx, nodered)
• Test sommaire de LoRa

• Réception du PMS7003 et du BME280

Semaine du 14/02

• (ECOM)
• Écriture du driver pour le PMS7003
• Tests du driver du BME280

Semaine du 21/02

• (ECOM)
• Écriture du driver pour le PMS7003
• Définition du protocle

Semaine du 28/02

• Tests du réseau lora avec TTN
• Écriture du driver pour le PMS7003
• Creation poster Anglais
• Début de l'automatisation du dépoliment du backend
• Changement de technologie pour le backend (de nodered a python)

Semaine du 07/03

• Fabrication des boîtiers
• Écriture de la documentation

Semaine du 14/03

• Visite de la tout Perret
• Écriture de la documentation
• Tests de la carte en condition réelles