Qu’est-ce qu’un détecteur de CO2 ?
Un détecteur de CO2 est un appareil qui mesure en continu la concentration de CO2.
Les appareils utilisés pour mesurer la concentration de CO2 dans l’air expiré à des fins médicales sont également appelés capnomètres. Parmi les appareils de mesure du CO2, les produits portables dotés d’un affichage en temps réel sont souvent appelés moniteurs de CO2.
L’écran d’affichage est généralement numérique avec un affichage à 7 segments. Il est recommandé d’installer l’appareil dans un endroit qui n’est pas facilement affecté par l’exhalation humaine ou les gaz d’échappement. La concentration de CO2 dans l’atmosphère étant d’environ 0,4 %, l’unité de mesure est généralement le ppm.
Utilisations des détecteurs de CO2
Les détecteurs de CO2 sont largement disponibles dans le commerce et sont utilisés dans un large éventail de situations, des bureaux à l’agriculture. Les utilisations spécifiques sont les suivantes :
- Contrôle des conditions de ventilation dans les bureaux et les salles de réunion où de nombreuses personnes se réunissent.
- Contrôle de la concentration de CO2 pour les plantes dans les serres en plastique.
- Contrôle de la concentration de CO2 dans les zones densément peuplées telles que les magasins de détail et les restaurants.
- Confirmation des conditions de ventilation dans les pièces d’habitation.
- Analyse des gaz d’échappement des chaudières et des voitures.
Une ventilation insuffisante peut provoquer des maux de tête et d’autres effets négatifs, c’est pourquoi la mesure de la concentration de CO2 est souvent utilisée comme guide. Il peut être installé dans votre propre pièce à la maison et servir de guide pour la ventilation. Les serres en plastique, par exemple, nécessitent un apport régulier de CO2 via le gaz carbonique, d’où l’utilisation de moniteurs de CO2.
Principe des détecteurs de CO2
Les détecteurs de CO2 largement utilisés sont des systèmes NDIR (concentration infrarouge non dispersive). Ils utilisent la propriété du CO2 d’absorber le rayonnement infrarouge d’une fréquence spécifique et de ne pas interférer avec les principaux composants de l’atmosphère, le N2 et l’O2. Comparé à d’autres instruments de mesure, le type NDIR s’est imposé en raison de sa structure plus simple et de sa taille plus compacte.
Dans le système NDIR, l’instrument de mesure se compose principalement d’une source lumineuse, d’une cellule d’échantillonnage, d’un détecteur infrarouge et d’un indicateur. La source lumineuse émet un rayonnement infrarouge d’une longueur d’onde absorbée par le CO2, qui est transmis au détecteur infrarouge par l’intermédiaire de la cellule d’échantillonnage. Lorsque de l’air contenant du CO2 pénètre dans la cellule d’échantillonnage, le rayonnement infrarouge est absorbé d’une manière correspondant à la concentration de CO2. La sortie est convertie en concentration de CO2 en fonction de la quantité de rayonnement infrarouge absorbée.
Les principaux composants de l’air, N2 et O2, n’absorbent pas le rayonnement infrarouge et peuvent donc être détectés de manière sélective. A l’inverse, la vapeur d’eau et le CO absorbent le rayonnement infrarouge de la même longueur d’onde et interfèrent donc avec la mesure. De plus, du fait de l’utilisation d’une source lumineuse, il n’est pas adapté à la mesure de l’air pollué, comme les gaz de combustion.
Types de détecteurs de CO2
Il existe plusieurs types de détecteurs de CO2 NDIR, en fonction du nombre et du type de sources lumineuses.
1. Type à faisceau unique
Le détecteurs de CO2 à faisceau unique est un moniteur de CO2 doté d’une seule source lumineuse. Comme il n’y a pas de source lumineuse avec laquelle le comparer, il émet une concentration de CO2 plus élevée lorsque l’émission lumineuse s’affaiblit en raison de la détérioration de la source lumineuse au fil du temps ou du volume de poussière. Toutefois, il présente l’avantage de pouvoir être fabriqué à peu de frais grâce à sa structure simple.
2. Système à deux sources lumineuses
Le système à deux faisceaux utilise deux sources lumineuses et les compare toutes deux pour effectuer la correction. Par rapport à la méthode à un seul faisceau, la détérioration de la source lumineuse au fil du temps peut être compensée, ce qui permet de mesurer des données précises. Cependant, ce système présente l’inconvénient de nécessiter deux sources lumineuses, ce qui augmente le nombre de composants et le risque de défaillance.
3. Type à double faisceau
La méthode à double faisceau utilise deux longueurs d’onde infrarouges pour mesurer le CO2. Elle est également appelée méthode à source unique et à deux longueurs d’onde.
La comparaison des deux longueurs d’onde compense la dégradation de la source lumineuse au fil du temps et permet de mesurer le CO2 avec précision.
Cette méthode comporte moins de composants que la méthode à deux sources lumineuses et permet de mesurer la concentration de CO2 avec plus de précision que la méthode à un seul faisceau. C’est pourquoi la méthode à double faisceau est actuellement la plus répandue dans le domaine du NDIR.
Autres informations sur les détecteurs de CO2
Détecteurs de CO2 autres que le NDIR
Parmi les détecteurs de CO2 autres que la méthode NDIR figure la méthode de l’électrolyte solide, qui utilise la relation d’équilibre chimique entre le CO2 et le Na2CO3 pour mesurer la force électromotrice causée par l’augmentation ou la diminution des ions sodium dans l’électrolyte solide et la convertir en concentration de CO2.
Toutefois, si elle est moins sensible aux interférences d’autres composants, elle présente l’inconvénient d’être affectée par la température et l’humidité.