Prévention COVID-19
S'équiper d'un détecteur de CO2
pour favoriser l'aération d'un local
Consultez aussi le site

Présentation du projet CO2

Le Projet CO2 est un groupe de travail rassemblant des enseignants-chercheurs qui a pour objectif d'informer sur l'intérêt de la mesure du CO2 pour favoriser l'aération des locaux en vue de lutter la dissémination de la COVID19 par voie aérosol. Nous proposons également des guides et protocoles dans ce domaine ainsi que des références de détecteurs de CO2 que nous pensons fiables et adaptés à ce type d'usage.


Exemple d'expérimentation dans une classe de CE1 - voir la rubrique Déployer


Nous proposons également de mettre à disposition des enseignants du matériel pédagogique pour faire réaliser par leurs élèves, en classe, un détecteur de CO2. Pour cela, des ressources sont disponibles, qui donnent des solutions constructives faciles à mettre en oeuvre et qui peuvent être modifiées pour réaliser un système original où les élèves pourront apporter leurs propres éléments. Cette activité permet de :

  • sensibiliser et éduquer les élèves à la question de l'aération des locaux,
  • identifier le rôle de l'aération comme moyen de lutte contre la dissémination de la COVID19 par voie aérosol,
  • être en support à des activités pédagogiques liées aux domaines de la physique, de la technnologie ou des sciences industrielles,
  • réaliser un objet technique qui pourra être utilisé dans la salle de classe comme moyen de prévention.

Mesure du CO2 : pourquoi s'y intéresser ?

Le CO2 présent dans l'air d'un local ou d'une salle est un bon marqueur de l'état de confinement d'un lieu. Plus le taux de CO2 est élevé, plus le lieu est confiné et plus, potentiellement, l'éventuelle charge virale produite par ses occupants est importante. Pour limiter les risques, il faut éviter de rester dans un lieu trop confiné et il faut donc aérer, en grand, régulièrement. C'est l'un des gestes "barrières" importants.

Mesurer le taux de CO2 est donc un moyen pour mieux aérer les locaux en indiquant quand cela doit être réalisé. Dans les systèmes que nous proposons, nous avons fait le choix de "surveiller" les seuils de taux CO2 suivants, exprimés en PPM (partie par millions) :

  • < 800 PPM : correspond à une qualite d'air excellente selon la norme NF EN 13779 et c'est une recommandation de nombreuses publications scientifiques pour les périodes épidémiques. Cela constitue donc une valeur "cible" à atteindre.
  • entre 800 et 1000 PPM : correspond à une qualite d'air moyenne selon la norme NF EN 13779
  • entre 1000 et 1500 PPM : correspond à une qualite d'air modérée selon la norme NF EN 13779
  • > 1500 PPM : correspond à une qualite d'air basse selon la norme NF EN 13779
Pour "surveiller" ces seuils, nous proposons d'utiliser un système à feux tricolores :



Dans un lieu confiné, il n'est pas rare de dépasser le premier seuil au bout de quelques minutes. C'est le cas dans certaines salles de réunions ou salles de classes mal ventilées. Les propositions décrites sur le présent site permettent de fabriquer des détecteurs de CO2 fiables et peu chers destinés à surveiller le taux de CO2 présent dans une pièce.

Bien entendu, ces mesures ne sont pas propres à la France et dans de très nombreux pays on retrouve des initiatives dans ce domaine, comme en Irlande où on surveille la qualité de l'air dans 4 écoles à Dublin.

Des administrations donnent des instructions concernant l'aération (et, souvent, la mesure du taux de CO2) dans des locaux confinés, en s'appuyant notamment sur le Haut Conseil de la Santé Publique :

  • Texte du Haut Conseil de la Santé Publique : ««la mesure en continu de la concentration en dioxyde de carbone (CO2) dans l'air à l'aide de capteurs, dont le coût n'est pas excessif, permet de juger de la qualité du renouvellement de l'air. Une valeur cible plus faible que la valeur guide de 1000 ppm peut être proposée afin d'améliorer le renouvellement de l'air des locaux.»
  • Texte du Minisère de l'éducation nationale : «Une aération ou une ventilation des espaces de restauration doit être fréquemment assurée, tout en évitant des flux d'air horizontaux dirigés vers les personnes. Il est préconisé de contrôler le renouvellement de l'air, par exemple par l'utilisation de capteurs de CO2.»
  • Texte du Ministère de l'enseignement supérieur : «Dans un avis du 14 Octobre 2020, le haut conseil de la santé publique indique par ailleurs qu'il est possible de mesurer en continu la concentration en dioxyde de carbone (CO2), à l'aide de capteurs, et de monitorer ainsi l'aération des locaux.»
  • Texte du Ministère du travil : «En l'absence d'un système de ventilation mécanique assurant un renouvellement de l'air suffisant permettant d'être en dessous d'une mesure de 800ppm (mesures CO2).»

Acheter un détecteur de CO2

Au fil de nos travaux, nous avons testé des produits commerciaux et avons constaté des différences sensibles de qualité, d'exactitude ou de fiabilité dans les produits testés. Vous pouvez, à ce sujet, consulter ce guide :

S'équiper d'un détecteur de CO2

Nous avons fait le choix de vous présenter certains de ces produits qui nous apparaissent des choix possibles pour s'équiper. Attention ! Ces informations ne sont données qu'à titre indicatif et sont basées sur notre retour d'expérience. Elles ne sauraient remplacer l'avis d'un professionnel de la métrologie du CO2 ou d'un organisme de certification agréé. Nous ne présentons ici que des produits qui nous semblent intéressants, étant entendu que bien d'autres produits existent à des prix parfois bien plus bas mais qui n'ont pas retenu notre attention. Nous nous sommes aussi appuyés sur les résultats de travaux d' un collectif d'universitaires.

Nous avons défini trois niveaux de performances correspondant à trois niveaux de prix.


NIVEAU A : Détecteurs NDIR calibrés en usine
Ce sont des produits présentant des garanties d'exactitude grâce à notamment à une technologie fiable et robuste et un protocole de test réalisé "en usine". Ces détecteurs peuvent notamment faire référence ou être proche des recommandations du guide d'application du CSTB.

    CHAUVIN-ARNOUX CA 1510 (à ~ 400 €)
Produit français conforme au décret n° 2012-14 pour la mesure de CO2
Modèle livré avec une attestation de vérification
Recommandé par ProjetCO2
 
    CLASS'AIR (à partir de 300 €)
Produit français destiné à un usage en milieu scolaire.
Référencé dans le guide "Ecolair" de l'ADEME.
Testé et utilisé par ProjetCO2




NIVEAU B : Détecteurs NDIR avec procédure de calibration claire et une bonne visibilité sur sa disponibilité
Ce sont des produits basés sur une très bonne technologie (NDIR), doté d'une bonne documentation précise et possédant une procédure de calibration clairement définie.

    ARANET4 (~200 €)
Produit européen, plébiscité par de nombreux utilisateurs.
Livraison effectuée entre 7 et 10 jours.
Testé et utilisé par ProjetCO2
 
    AIRCO2NTROL 5000 (~190 €)
Produit de qualité d'disponible chez un distributeur bien connu, entre autres.
Capteur NDIR, étalonnage manuel, feux tricolores, réglage des seuils
Testé et utilisé par ProjetCO2
 
    UNIT-T A37 (~120 €)
Produit de qualité d'origine chinoise mais disponible chez un distributeur bien connu, entre autres.
Produit non connecté et avec une documentation complète mais qu'il faut bien analyser !
Testé et utilisé par ProjetCO2
 
     Produit disponible sur sur Amazon (~ 100 €) (également disponible sur Aliexpress)
Capteur avec technologie NDIR, calibration manuelle possible, extrêmement réactif,
Documentation perfectible et navigation dans les menus un peu compliquée parfois; présente un excellent rapport qualité/prix.
Testé et utilisé par ProjetCO2
Le produit existe sous d'autres marques ou modèles et il est parfois difficile de s'y retrouver; nous vous conseillons d'utiliser un distributeur reconnu.
 
     Produit disponible sur Amazon (~ 100 €)
Capteur avec technologie NDIR, calibration manuelle possible, seuils réglables avec couleurs d'affichage correspondantes,
Non autonome (cable USB) et documentation perfectible.
Testé et utilisé par ProjetCO2




NIVEAU C : Détecteurs NDIR présentant un certain nombre de garanties (technlogie utilisée pour le capteur, procédures de calibration), ... mais uniquement disponible sur des sites marchands hors UE. Une certaine vigilance est requise lors de l'acquisition de l'appareil, pour sa mise en oeuvre et sur la vérification de ses performances à réception et lors de son utilisation.

Modèles à fabriquer

Dans cette section, vous trouverez des modèles de détecteurs de CO2, que nous pensons fiables, à réaliser dans un fab-lab ou une structure équivalente. Certains modèles nécessitent la fabrication d'un circuit imprimé, d'autres non. Enfin, des modèles proposés par d'autres makers, inspirés ou non de nos travaux, sont également proposés ou référencés.


Schémas de cablage

Guide de cablage de différentes configurations
Téléchargé 966 fois depuis le 01/02/2021

KONEKO

Dossier de fabrication disponible
Téléchargé 312 fois depuis le 01/02/2021

NEKO

Dossier de fabrication disponible
Téléchargé 641 fois depuis le 01/02/2021

Kanaria

Dossier de fabrication disponible
Téléchargé 395 fois depuis le 01/02/2021

NEKO plus

Dossier de fabrication disponible
Téléchargé 181 fois depuis le 01/02/2021

NEKO plus plus

Dossier de fabrication disponible


Téléchargé 107 fois depuis le 01/02/2021

NEKO avec afficheur

Kujira

Dossier de fabrication disponible
Téléchargé 50 fois depuis le 01/02/2021

Fukuro

Dossier de fabrication disponible
Téléchargé 72 fois depuis le 01/03/2021




Réalisations - Autres modèles

Modèle "GROVE" sans soudure

Dossier de fabrication disponible
Mis en ligne le 08/04/21

Mon personnage préféré (1)

Dossier de fabrication disponible

Mon personnage préféré (2)

Dossier de fabrication disponible

Detecteur Lego

.

Détecteur figurine

.

Modèle "Lycées en transition"

Prototype de l'atelier Vilgénis

Laboratoire PMMH

Dossier de fabrication disponible

Grégoire Rinolfi

Dossier de fabrication disponible

Université d'Angers

Dossier de fabrication disponible

Simulateur



La mesure du taux de CO2 dans un local confiné fait souvent apparaitre une augmentation rapide du taux de CO2, comme dans cet exemple :



Ci-dessous, vous pouvez utiliser notre simulateur pour évaluer l'évolution du taux de CO2 dans un local confiné. Le modèle utilisé pour le calcul, établissant un bilan global dynamique de la concentration de CO2, a été établi par Franck Richecoeur avec des éléments présentés dans le cadre du cours : Mécanique des Fluides, CentraleSupelec/Université Paris-Saclay .

L'utilisation de ce modèle et notamment l'ajustement de certains paramètres ont été réalisés par la fabrique de façon empirique, il convient donc d'accueillir les résultats avec une certaine prudence.

Pour plus d'informations sur les hypothèses et les calculs réalisés veuillez consulter le fichier de calcul XLSX.

Superficie du local :   m²
Hauteur sous plafond :   m
Nombre d'adultes :   adulte(s)
Nombre d'enfants :   enfant(s)
 
Aération de la salle avant votre arrivée :   faible (700 PPM à votre arrivée)
 moyenne (600 PPM à votre arrivée)
 excellente (500 PPM à votre arrivée)
 
 
Ventilation mécanique de la salle :    aucune ou faible
  dans la moyenne
  excellente
 



Taux de CO2 au bout d'une heure :   PPM
 
Délai préconisé entre deux aérations : 
pour rester sous 800 PPM    
 mn
 
Délai préconisé entre deux aérations : 
pour rester sous 1000 PPM    
 mn


Qualité de l'air

Taux de CO2 > 1500 PPM   Basse qualité, une aération s'impose.
1000 PPM < Taux de CO2 < 1500 PPM   Qualité modérée, il faut aérer.
800 PPM < Taux de CO2 < 1000 PPM   Qualité moyenne, commencez à aérer.
Taux de CO2 < 800 PPM   Bonne qualité et valeur cible quand on porte un masque.
Taux de CO2 ~ 420 PPM   Air frais, à l'extérieur - plus on s'approche, mieux c'est !

Certaines recommandations tendent à abaisser certains seuils comme pour les cantines scolaires où un seuil de 600 PPM peut être préconisé.

Déployer des détecteurs dans une structure ou un établissement

Protocole de mesures pour les établissements


Ci-dessous, vous pouvez télécharger notre proposition de protocole de mesure du taux de CO2 en vue de favoriser l'aération des locaux. Ce protocole sera régulièrement mis à jour en fonction de l'avancée de nos travaux et du contexte sanitaire et réglementaire.

(version 3.4 du 03/03/2021)



Des initiatives inspirantes

De nombreuses initiatives personnelles ou de collectifs ont permis d'installer des détecteurs de CO2, souvent achetés sur fond propre, et déployés notamment dans des cantines ou des salles de classe. C'est le cas des démarches décrites ci-après :


De plus en plus de collectivités, d'entreprises ou d'établissements lancent des initiatives dans le domaine de la mesure du CO2. Parmi elles, on peut citer :

Regarder nos webinaires sur l'aération et les détecteurs de CO2

Des webinaires ont été organisés les 4 et 18 Février 2021. Le premier a été suivi en direct par 400 personnes, le second par une centaine de personnes. Les présentations qui y ont été faites et les "replay" sont disponibles sur les sites ci-dessous.


Séminaire d'introduction
Replay du webinaire sur Youtube



Pour une mise en pratique
Replay du webinaire sur Youtube

Lire des ressources générales sur l'aération et la mesure du CO2

Ressources techniques

Présentation de l'équipe du projet

Des enseignants-chercheurs aident à consolider certaines informations et propositions formulées sur le présent site. Les discussions engagées portent parfois sur des sujets pour lesquels un consensus n'a pas encore été obtenu ou des interrogations demeurent. Les propositions du présent site tentent donc de faire une synthèse entre différents points de vue exprimés et les questions évoquées peuvent encore faire l'objet de débats, comme par exemple la question des seuils et leurs usages.

   Jean-Michel Courty
Professeur de physique à Sorbonne Université
   Florence Elias
Laboratoire de Matière et Systèmes Complexes
Professeure à l'Université de Paris.


   Bertrand Maury
Laboratoire de Mathématiques
Université de Paris-Saclay
   Pascal Morenton
Directeur de la fabrique, CentraleSupélec
Université de Paris-Saclay


   François Pétrélis
CNRS
Laboratoire de Physique de l'Ecole Normale Supérieure
   Franck Richecoeur
Professeur à CentraleSupélec
Directeur de la Graduate School Sciences de l'Ingénierie et des Systèmes, Université de Paris-Saclay


   Jean-Louis Roubaty
Haut Conseil de la Santé Publique(Commission spécialisée risques liés à l'environnement) - Professeur (honoraire) Université de Paris-IPGP
Adjunct Professor Victoria University Melbourne
   Benoit Semin
CNRS
Laboratoire PMMH, ESPCI


   Fabien Squinazi
Médecin biologiste
Ancien Directeur Laboratoire d'hygiène - Ville de Paris



Pour nous joindre, veuillez utiliser l'adresse dédiée à ce projet co2projet@gmail.com