Que sont les particules fines ?
Les particules fines, ou PM en anglais (pour Particulate Matter), sont toutes les particules de matière solide transportés par l'eau (matière en suspension) ou par l'air (aérosols). Ces particules sont pour la plupart microscopiques, et sont d'ailleurs classifiées par leur taille. Les plus courantes sont :
- PM10 : les particules fines dont le diamètre est inférieur à 10µm.
- PM2.5 : les particules fines dont le diamètre est inférieur à 2.5µm. On les appelle parfois particules très fines.
- PM1.0 : les particules fines dont le diamètre est inférieur à 1µm. On les appelle parfois particules ultra fines ou nanoparticules
Comparaison de la taille des particules fines avec un cheveu et des grains de sable (titre original : PM and a human hair, auteur : Environmental Protection Agency, domaine public, source)
Les particules fines sont créées lors de nombreux phénomènes, qui sont regroupés en deux catégories :
- les phénomènes d'origine naturelle, comme les éruptions volcaniques, l'érosion des sols, les feux de forêts naturels ou encore de la végétation (pollens)
- les phénomènes d'origine anthropique (humaine), comme la combustion de combustibles fossiles (pétrole, gaz, etc...), les divers procédés chimiques utilisés dans l'industrie ou l'épandage de pesticides sur les cultures en extérieur, et le tabagisme, le vapotage ou la cuisson d'aliments au gaz ou à l’électricité en intérieur.
Différents pollens de plantes vues au microscope électronique - 50-500µm (titre original : Misc pollen, auteur : Dartmouth College Electron Microscope Facility, domaine public, source)
Des cendres volantes vues au microscope - 10-100µm (titre original : Fly Ash, auteur : United States Department of Transportation - Federal Highway Administration, domaine public, source)
Photo d'un ciel embrumé par des poussières provenant d'une cimenterie (titre original : AIR IS POLLUTED BY EMISSIONS FROM CEMENT PLANT, auteur : U.S. National Archives and Records Administration, domaine public, source)
Les particules fines présentent un danger important pour la santé, car sont assez petites pour s'insinuer dans les voies respiratoires comme les bronches (PM
10), les alvéoles (PM
2.5), voire même passer dans le sang (PM
1.0). Ces particules augmentent les risques de maladies cardiovasculaires, impactent les fontions pulmonaires, peuvent créer des cancers du poumon et avoir un effet notable dans le développement de différentes maladies comme le diabète, l'obésité ou encore l'hypertension artérielle.
Pouvoir mesurer la quantité de PM dans l'air est donc un enjeu de santé publique.
Comment mesurer la quantité de particules fines dans l'air ?
Le capteur HM3301 est composé de plusieurs éléments :
- une chambre de détection : c'est l'air circulant dans cette chambre qui est analysé pour mesurer la concentration de PM
- un ventilateur : ce dernier crée un flux d'air constant dans la chambre de détection, et fait entrer et sortir de l'air en permanence de la chambre
- un laser : un faisceau laser traverse la chambre de détection. Lorsque le faisceau laser rencontre des particules en suspension dans l'air, une partie de la lumière est diffusée (déviée) dans différentes directions.
- une photodiode : La photodiode est un capteur de lumière placé de manière à détecter la lumière diffusée par les particules. La quantité de lumière détectée par la photodiode est proportionnelle à la concentration et à la taille des particules présentes dans l'air.
En fonction de la quantité de lumière reçue par la photodiode, et en utilisant des algorithmes de traitement du signal et des modèles mathématiques, il est possible d'estimer assez précisément la quantité de chaque catégorie de PM.
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