Comprendre les détecteurs de dioxyde de carbone

Une grande attention est souvent accordée aux détecteurs de fumée et aux alarmes incendie à la maison et sur le lieu de travail, à raison. Mais les détecteurs de dioxyde de carbone sont également importants pour maintenir un environnement intérieur sain. Quel est le rôle de ces appareils ? Pourquoi la détection du dioxyde de carbone est-elle importante ? Continuez à lire pour en savoir plus.

L’importance de la détection du CO2

Qu'est-ce que le dioxyde de carbone (CO2) ?

Le dioxyde de carbone est un gaz incolore et inodore produit naturellement par les processus de respiration et de combustion. Cependant, dans les espaces intérieurs, en particulier ceux qui sont mal ventilés, les niveaux de CO2 peuvent s’accumuler rapidement, atteindre des concentrations dangereuses et dégrader la qualité de l’air intérieur. Sans alarme, détecteur ou capteur en place pour agir comme système d’alerte, il est facile de passer à côté de cette menace invisible.

De nombreuses personnes confondent le dioxyde de carbone (CO2) et le monoxyde de carbone (CO). Malgré leurs similitudes - ils sont tous deux incolores, insipides, inodores et dangereux en grande concentration - ces gaz sont très différents. Le dioxyde de carbone est produit par des processus naturels et est essentiel à la vie végétale et animale sur Terre. Il est également émis par des processus industriels et, lorsqu’il est émis en excès, constitue un gaz à effet de serre. En intérieur, il est dangereux lorsqu’il s’accumule car il remplace l’oxygène (par combustion ou respiration).

Le monoxyde de carbone, quant à lui, est produit par une combustion incomplète. Cela signifie que lorsque des combustibles comme le charbon, le gaz naturel et le bois sont brûlés mais ne brûlent pas complètement, du monoxyde de carbone est produit. Lorsqu’il est inhalé par les poumons, le monoxyde de carbone se lie à l’hémoglobine, une protéine qui facilite la circulation de l’oxygène dans tout le corps. Largement connu sous le nom de « tueur silencieux », une exposition prolongée au monoxyde de carbone entraîne des symptômes tels que des étourdissements, des maux de tête, des évanouissements, voire même la mort. C’est pour cela qu’il est toujours recommandé d’avoir un détecteur ou une alarme de monoxyde de carbone dans tous les espaces intérieurs¹⁰. Mais qu’en est-il du dioxide de carbone ?

Pourquoi mesurer les niveaux de CO2 sont importants

Les niveaux de CO2 sont un indicateur important de la qualité de l’air. Des concentrations élevées entraînent des problèmes de santé, notamment des maux de tête, des étourdissements, des soucis de concentration et même de l’ asphyxie si les niveaux sont suffisamment élevés. La surveillance des niveaux de CO2 est cruciale pour garantir un environnement intérieur sain. Comme pour tous les types de pollution de l’air intérieur, les enfants, les personnes âgées, les femmes enceintes et les personnes immunodéprimées sont les plus vulnérables .

Naturellement, les études scientifiques se concentrent souvent sur les dangers de la pollution aux particules fines (issues de la fumée et de l’industrie) et de la pollution chimique (comme les composés organiques volatils ou COV). Des études antérieures indiquaient que les niveaux de CO2 devaient atteindre 5 000 parties par million (ppm), une concentration très élevée, avant de présenter un quelconque danger pour la santé humaine ou animale. De nouvelles études révèlent cependant que des niveaux de CO2 de seulement 1 000 ppm pourraient suffire à entraîner des effets négatifs sur la santé, même si l’exposition est de courte durée¹.

Une de ces études a exposé les participants à trois séances de 2,5 heures à 600 ppm, 1 000 ppm et 2 500 ppm de CO2 dans une chambre semblable à un bureau. L’étude a observé des « diminutions modérées et statistiquement significatives » des performances de prise de décision à 1 000 ppm et des « réductions importantes et statistiquement significatives » à 2 500 ppm².

Une autre étude a révélé que l’exposition à des niveaux élevés de CO2 avait un impact sur la qualité du sommeil. L’étude a fait état d’une qualité de sommeil « considérablement réduite » lorsque les participants dormaient dans des environnements contenant 1 000 ppm et 1 300 ppm de CO2. La qualité et l'efficacité du sommeil ont diminué respectivement de 1,3 % et 1,8 %. La durée du sommeil a également été réduite. Cela montre que des niveaux élevés de CO2 favorisent une augmentation des niveaux de stress et une suractivité du système nerveux sympathique dans le corps³.

Une étude supplémentaire a révélé que des niveaux élevés de CO2 diminuent les performances des travailleurs. L’étude a révélé que lorsque les niveaux de CO2 étaient inférieurs, les résultats des employés aux tests augmentaient de 12 %. Dans l’un des bâtiments testés dans le cadre de l’étude, les travailleurs ont réalisé un rendement de 60 % dans des conditions à faible teneur en CO2, réalisant les tests en 8,2 minutes en moyenne, contre 13,3 minutes dans des conditions de CO2 plus élevées⁴.

Environnements à haut risque pour le CO2

Certains environnements présentent des risques plus élevés que d’autres de niveaux élevés de CO2. Les environnements industriels, les installations agricoles et les espaces intérieurs mal ventilés (y compris les habitations et les environnements professionnels) présentent les plus grands risques pour les utilisateurs de ces espaces. Dans des endroits comme ceux-ci, les détecteurs de CO2 sont cruciaux, permettant aux utilisateurs de l'espace de contrôler leur exposition à des niveaux dangereux de gaz nocifs et d'assurer la sécurité à la maison et sur le lieu de travail. C'est également un indicateur de la présence ou non d'une ventilation suffisante.

Types de détecteurs de dioxyde de carbone et comment ils fonctionnent

Les détecteurs de dioxyde de carbone, également appelés capteurs de CO2, sont généralement classés en trois groupes, chacun présentant ses avantages et ses inconvénients⁵:

Capteurs de CO2 infrarouge non dispersif

Ce type de capteur utilise des longueurs d'onde spécifiques de la lumière pour déterminer les concentrations de CO2 présentes dans l'air. L'air pénètre dans le capteur, le capteur active une lumière réglée à une longueur d'onde spécifique à une extrémité et un réceptacle à l'autre extrémité mesure la quantité de lumière transmise de l'autre côté. La quantité de lumière absorbée est déterminée par la quantité de CO2 présente dans l’air : plus il y a de CO2 présent, plus la lumière est absorbée. C’est la technologie utilisée par les capteurs Eoleaf Smart CO2.

• Avantages : robuste et durable, connu pour sa précision et sa fiabilité, aucune interférence d'autres substances, parfait pour détecter les concentrations courantes de CO2 (environ 1 000 ppm)
• Inconvénients : sensible à l’humidité et à la température

Source ⁶

Capteurs électrochimiques de CO2

Les capteurs électrochimiques de CO2 utilisent le courant électrique ou la conductivité pour mesurer les concentrations de CO2 dans l'air. Lorsque le CO2 pénètre dans le capteur, une réaction chimique se produit, provoquant une modification électrique du capteur. Cela peut inclure la détection d'un nouveau courant électrique, la modification d'un courant électrique existant ou la modification de la façon dont le capteur transporte un courant électrique. Le type et la quantité de changement électrique déterminent la manière dont le capteur détermine la quantité de CO2.

• Avantages : moins vulnérable aux changements d’humidité et de température, fournit une indication visuelle des niveaux de CO2
• Inconvénients : des interférences provenant d'autres substances peuvent se produire, la batterie et la durée de vie générale ne durent pas aussi longtemps que celles des autres capteurs

Source ⁷

Capteurs à semi-conducteurs à oxyde métallique

Le dernier type de capteur de CO2 utilise la résistivité (ou la conductivité) des composés métalliques présents dans une bande de film métallique exposée à l'air. Le courant électrique qui traverse la bande interagit lorsque le CO2 entre en contact avec elle, la conductivité du métal est modifiée, créant un changement qui détermine la concentration de CO2.

• Avantages : conception simple
• Inconvénients : sensible à l'humidité et à la température, plus souvent utilisé pour des concentrations de CO2 plus élevées et moins courantes (> 2 000 ppm)

Source ⁸

Calibrage et maintenance

Lors de l’achat d’un capteur de CO2, assurez-vous de suivre les instructions du fabricant concernant l’étalonnage, la sécurité et la maintenance. Cela garantira la précision et la longévité de votre détecteur de CO2. Effectuez des contrôles réguliers de la batterie et de la disponibilité des pièces de rechange. Assurez-vous qu'il est possible d'acheter une nouvelle batterie si nécessaire.

Conseils d'installation des détecteurs et alarmes de CO2

Emplacements idéaux pour l’installation

Tout comme pour placer un purificateur d'air, un capteur ou un détecteur de CO2 doit être placé au bon endroit pour qu'il soit d'une efficacité optimale dans sa détection de CO2. Placez-le dans une zone de votre maison ou de votre bureau présentant le risque le plus élevé d'accumulation de CO2. Cela signifie éviter de le placer trop près des systèmes de ventilation ou d’échappement ou près des fenêtres ou des portes. Gardez à l’esprit que si votre appareil nécessite un étalonnage régulier, il devra être facilement accessible⁹.

Installation DIY ou installation professionnelle

Les détecteurs et alarmes de CO2 sont généralement faciles à installer et peuvent être installés sans expérience professionnelle. Cependant, si vous êtes préoccupé par un placement approprié pour favoriser une meilleure qualité de l’air intérieur, un professionnel pourra peut-être vous aider afin de garantir des performances et une qualité de l’air optimales.

Les appareils Eoleaf : une solution idéale pour la qualité de l'air intérieur

Comme mentionné ci-dessus, des niveaux élevés de dioxyde de carbone dans la maison ou sur le lieu de travail sont un indicateur d’une mauvaise qualité globale de l’air intérieur et posent un risque pour la sécurité. Le CO2 est émis par la respiration humaine, la même méthode par laquelle de nombreuses bactéries et virus aéroportés se propagent (comme beaucoup d’entre nous se souviennent de la pandémie de COVID-19). Les virus se propagent grâce aux gouttelettes d’aérosol libérées lorsque les humains respirent, parlent, toussent, éternuent, chantent ou même mangent.

Eoleaf commercialise un capteur CO2 de haute gamme, qui détecte le CO2 et vous alerte du besoin ou non de ventiler. Plus d’informations ici : Eoleaf Smart CO2.

Quant à eux, les purificateurs d’air Eoleaf disposent d'un capteur qui détecte tous les composés organiques volatils (COV), pas seulement le dioxyde de carbone. De plus, nos purificateurs combattent tous les types de pollution de l'air : pollution chimique (comme les COV et l'ozone), germes (bactéries et virus), pollution aux particules fines (PM10, PM2.5, PM0.1 provenant de la fumée, du trafic, de l'industrie ou d'autres sources). ), et les allergènes (poussières et acariens, pollen, poils et squames d'animaux, moisissures et leurs spores). La meilleure façon de vous protéger, vous, vos proches et vos collègues, des dangers de la pollution de l’air intérieur est d’en éliminer tous les types avec un purificateur d’air de haute qualité d’Eoleaf.

Questions fréquemment posées

Qu'est-ce qu'un détecteur de dioxyde de carbone et comment fonctionne-t-il ?

Un détecteur de dioxyde de carbone est un appareil utilisé pour surveiller les niveaux de dioxyde de carbone (CO2) dans les espaces intérieurs. Il existe trois types de détecteurs de dioxyde de carbone qui fonctionnent de différentes manières : les capteurs de CO2 NDIR, les capteurs de CO2 électrochimiques et les capteurs MOS. Consultez l’article ci-dessus pour plus d’informations sur le fonctionnement de chacun.

Pourquoi est-il important de surveiller les niveaux de CO2 dans les environnements intérieurs ?

Des niveaux élevés de dioxyde de carbone dans la maison ou sur le lieu de travail sont un indicateur d’une mauvaise qualité globale de l’air intérieur et constituent un risque pour la sécurité. Des concentrations élevées de dioxyde de carbone remplacent l’oxygène à l’intérieur, entraînant des effets négatifs sur la santé. Cela peut être dû au fait que de nombreuses personnes se rassemblent dans un même espace et/ou à une ventilation insuffisante.

Les détecteurs de CO2 peuvent-ils détecter d'autres gaz ?

Non. Les détecteurs de dioxyde de carbone sont utilisés uniquement pour surveiller les niveaux de CO2. Certains appareils, comme les purificateurs d'air Eoleaf, surveilleront les niveaux de tous les gaz nocifs et composés organiques volatils (COV), y compris le dioxyde de carbone.

Où dois-je installer un détecteur de dioxyde de carbone pour une performance optimale ?

Un détecteur de dioxyde de carbone doit être placé dans les zones où les niveaux de CO2 ont tendance à s'accumuler. Certains des meilleurs endroits peuvent être les cuisines, les salons et/ou les chambres. Les capteurs de CO2 doivent être installés loin des systèmes de ventilation/échappement, des fenêtres et des portes.

À quelle fréquence les détecteurs de CO2 doivent-ils être calibrés ou remplacés ?

Suivez toujours les recommandations du fabricant concernant l’étalonnage et/ou les remplacements. Les instructions varient en fonction du modèle et de l'appareil.

Comment les niveaux de CO2 affectent-ils la santé et quels symptômes dois-je surveiller ?

Des niveaux élevés de dioxyde de carbone affectent la santé de diverses manières, notamment en provoquant des maux de tête, des étourdissements, de l'agitation et même de l’ asphyxie (si les niveaux sont extrêmes). Des niveaux élevés de CO2 et une mauvaise qualité de l’air intérieur en général sont également associés à une productivité et des niveaux de concentration inférieurs et à une mauvaise qualité de sommeil.

Quelle est la différence entre un détecteur de CO2 chimique et un détecteur de CO2 infrarouge ?

Un détecteur chimique de CO2, également appelé capteur électrochimique de CO2, utilise le courant électrique ou la conductivité pour mesurer les concentrations de CO2 dans l'air. Un détecteur de CO2 infrarouge, également connu sous le nom de capteur ou moniteur de CO2 infrarouge non dispersif (NDIR), utilise des longueurs d'onde de lumière spécifiques pour déterminer les concentrations de CO2 présentes dans l'air.

Les détecteurs de CO2 peuvent-ils être intégrés aux systèmes de maison intelligente ?

Absolument! Un détecteur ou un moniteur de dioxyde de carbone est un excellent ajout à toute maison afin d’améliorer la qualité de l’air intérieur.

Sources

¹ Davis, N. (8 juillet 2019). Les niveaux de dioxyde de carbone dans les intérieurs pourraient constituer un danger pour la santé, préviennent les scientifiques. The Guardian. Disponible sur https://www.theguardian.com/environment/2019/jul/08/indoor-carbon-dioxide-levels-could-be-a-health-hazard-scientists-warn 

² Satish U, Mendell MJ, Shekhar K, Hotchi T, Sullivan D, Streufert S, Fisk WJ. Le CO2 est-il un polluant intérieur ? Effets directs des concentrations faibles à modérées de CO2 sur les performances décisionnelles humaines. Environ Health Perspect. 2012 Dec;120(12):1671-7. doi: 10.1289/ehp.1104789. Epub 2012 Sep 20. PMID: 23008272; PMCID: PMC3548274.

³ Kang, M., Yan, Y., Guo, C., Liu, Y., Fan, X., Wargocki, P., & Lan, L. (2024). La ventilation provoquant une concentration moyenne de CO2 de 1 000 ppm affecte négativement le sommeil : une étude de terrain en laboratoire sur des jeunes en bonne santé. Building and Environment, 249, 111118. doi:10.1016/j.buildenv.2023.111118

⁴ Une étude révèle que les niveaux de C02 dans les bureaux « nuisent silencieusement à la productivité du Royaume-Uni ».’ Work in Mind. (12 mai 2018). Disponible sur https://workinmind.org/2018/12/05/study-reveals-c02-levels-in-offices-are-silently-damaging-uk-productivity/ 

⁵ Smith, D. (n.d.). Capteurs de CO2 : quel type rechercher ?. Kaiterra. Disponible sur https://learn.kaiterra.com/en/air-academy/carbon-dioxide-sensors 

⁶ Capteur de CO2 Portable Ndir 3 en 1 - détecteur de qualité de l’air. Signalétique Express. (n.d.). https://www.signaletique-express.fr/capteur-de-co2-portable-ndir-3-en-1-p-1238.html

⁷ MG811 module de capteur de dioxyde de carbone CO2. Cytron Technologies Singapore. (n.d.). Disponible sur https://sg.cytron.io/p-mg811-carbon-dioxide-co2-sensor-module

⁸ Pickering, P., Tewari, S., & Twanow, C. (10 avril 2018). Matériau de détection de gaz d'oxyde métallique et processus MEMS. Fierce Electronics. Disponible sur https://www.fierceelectronics.com/components/metal-oxide-gas-sensing-material-and-mems-process 

⁹ Emplacement correct du capteur de CO2 - où monter votre capteur ndir. Atlas Scientific. (14 décembre 2021). https://atlas-scientific.com/blog/co2-sensor-location/

¹⁰ Monoxyde de carbone vs dioxyde de carbone : quelle est la différence ? Aico. (14 septembre 2023). Disponible sur https://www.aico.co.uk/homeowner/articles/carbon-monoxide-vs-carbon-dioxide-whats-the-difference/